一种轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通规划与交通影响评价，具体涉及一种轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估方法及系统。

背景技术：

1、在轨道交通站点出入口布设、站点周边慢行接驳评价、城市更新片区交通影响评价等工作中，需要对站点周边地块与轨道站点出入口之间的接驳关系进行评估。现有技术通常采用直线服务半径、道路中心线网络距离、普通gis可达性分析或人工经验判断的方式，对站点周边地块与轨道站点出入口之间的接驳关系进行评估。此类方法一般以轨道站点或站点出入口为中心，设定一定服务范围，统计范围内的小区、办公、商业、公共服务设施等用地，并结合人口、岗位、建筑规模或用地性质，对站点服务能力进行粗略判断。

2、在部分较为精细的评估中，也会采用道路中心线网络构建步行路径，通过最短路径、最短时间或综合阻抗计算地块中心点、建筑中心点、地块出入口或交通小区质心至轨道站点出入口的步行距离，并进一步得到服务覆盖人口、服务岗位、平均步行距离、绕行系数等指标。该类方法能够在一定程度上反映轨道站点周边地块的步行接驳条件，但其网络基础通常仍以机动车道路中心线或一般道路网络为主，缺少对真实步行设施、过街设施和地块出入口接入关系的细致表达。

3、此外，在交通仿真或较高精度的站点接驳研究中，也可以通过人工测绘、实地踏勘或精细gis建模方式，构建人行道、斑马线、天桥、地道、街巷通道等慢行网络，并进一步分析站点周边步行流线。但此类方法通常需要较高的数据采集成本和人工建模成本，更新周期较长，难以适应规划前期、方案快速比选和多轮方案迭代场景。

4、可见，现有技术至少存在以下不足：1、轨道站点周边真实步行连通关系难以通过简单服务半径或普通道路中心线网络准确表达，行人的实际路径受到人行道连续性、道路两侧通行条件、交叉口绕行、过街设施、街巷通道、小区围墙、地块出入口位置和站点出入口朝向等因素共同影响，若仅采用直线距离或普通道路中心线网络，容易低估实际步行距离和过街成本；2、地块需求通常难以精确接入步行网络，如果直接采用地块中心点或建筑中心点代表需求起点，容易忽略小区出入口、园区门岗、商业出入口等实际步行发生位置，对于大尺度小区、多出入口地块会造成较大空间偏差；3、现有步行网络构建成本较高，依赖全量人工绘制慢行网络，不仅工作量大，而且难以随站点出入口方案变化快速更新；4、现有方法多侧重于计算单个地块至站点的距离或可达性指标，对多个需求源如何通过步行网络向轨道站点出入口汇集的网络级关系表达不足，难以支撑站点出入口位置、数量和服务方向的精细化比选。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估方法及系统，以解决现有技术中微观步行网络未真实表达、地块需求无法精确接入步行网络、以及缺少多源需求向轨道站点出入口汇集关系的网络级评估，以致评估可靠性不足的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本发明提供了一种轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估方法，包括：

4、获取轨道站点的出入口布设方案及该轨道站点周边的基础数据，基于所述基础数据识别出步行关键要素；其中，所述基础数据包括道路中心线、卫星影像和地块边界；

5、根据所述步行关键要素，结合道路空间连通关系和地块边界接入关系，构建轨道站点周边的微观步行连通网络；

6、根据所述地块边界识别各地块与所述微观步行连通网络发生联系的出入口节点，并将各地块的需求强度锚定至对应的出入口节点；

7、以各地块的出入口节点为需求源、以所述轨道站点出入口布设方案中的轨道站点出入口为目标点，在所述微观步行连通网络上计算各需求源向轨道站点出入口汇集的汇集路径和承接关系；

8、根据所述汇集路径和承接关系对轨道站点出入口布设方案进行评估。

9、上述方法中，首先通过卫星影像和道路中心线等多源基础数据识别步行关键要素，能够在不依赖完整人行道测绘数据的条件下快速获取步行空间信息；其次，通过构建微观步行连通网络，而非直接采用道路中心线网络，能够更真实地表达行人可通行的路径关系；通过将地块需求锚定至出入口节点而非地块中心点，能够更精确地反映实际步行起点；最后，通过计算多源需求汇集路径和承接关系，能够从网络级视角评估站点出入口布设方案的合理性。因此，上述方法能够有效解决现有技术在数据不完备条件下难以准确评估轨道站点出入口布设方案的技术问题。

10、在一些实施方式中，所述根据所述步行关键要素，结合道路空间连通关系和地块边界接入关系，构建轨道站点周边的微观步行连通网络，包括：

11、对于数据完整的区域，将已识别的步行关键要素转换为网络边和节点，并结合道路空间连通关系和地块边界接入关系构建完整的微观步行连通网络；

12、对于数据不完整的区域，在由已有步行关键要素形成的微观步行连通网络的基础上，基于多源不完备数据步行网络补全机制，从多源资料中提取或推断步行边，并补全缺失的微观步行连接，所述多源资料包括道路中心线、卫星影像、过街设施数据、街巷通道数据和地块边界数据。

13、在一些实施方式中，所述基于多源不完备数据步行网络补全机制，从多源资料中提取或推断步行边，并补全缺失的微观步行连接，包括：

14、按照步行连接的来源将其划分为已知连接、影像识别连接、规则推断连接和候选补全连接；

15、对于不同来源的步行连接，生成对应的步行边；

16、根据各步行边的来源类型及可靠性评分，对所述微观步行连通网络进行补全。

17、在一些实施方式中，对于所述候选补全边，对其进行可靠性评分，所述可靠性评分根据候选补全边的资料来源可信度、影像可识别程度、路侧空间连续性和网络连通贡献中的至少一项因素确定；

18、将可靠性评分满足预设要求的候选补全边纳入所述微观步行连通网络中，实现对所述微观步行连通网络的补全。

19、在一些实施方式中，所述根据所述地块边界识别各地块与所述微观步行连通网络发生联系的出入口节点，包括：

20、对于已有明确出入口数据的地块，直接生成地块出入口节点并匹配至相邻步行边；

21、对于无明确出入口数据的地块，根据道路开口、围墙缺口、门岗位置、建筑朝向、兴趣点数据和内部通道与外部步行网络的接近关系，识别候选出入口；

22、对于开放街区、商业综合体或多栋建筑组成的地块，根据建筑入口、街巷连接和开放通道生成多个需求接入节点。

23、在一些实施方式中，所述将各地块的需求强度锚定至对应的出入口节点，包括：

24、根据各地块的居住人口、就业岗位、建筑规模和用地性质中的至少一种因素，计算各地块的轨道接驳需求强度；

25、对于单一出入口地块，将需求强度直接锚定至该出入口节点；

26、对于多出入口地块，按照各出入口的接入阻抗对需求强度进行分摊，将分摊后的需求分别加载至各出入口节点，所述接入阻抗根据出入口的接入距离、朝向和接入步行网络的便利程度中的至少一项因素确定。

27、在一些实施方式中，计算各需求源向轨道站点出入口汇集的汇集路径，包括：

28、根据步行边段的长度、过街成本、立体连接成本、转换成本、绕行程度和候选边可靠性惩罚中的至少两项确定边段综合阻抗，并计算地块出入口节点至轨道站点出入口的最小综合步行阻抗。

29、在一些实施方式中，计算轨道站点出入口的承接关系，包括：

30、根据地块出入口节点至各轨道站点出入口的最小综合步行阻抗，确定地块出入口节点需求选择不同轨道站点出入口的比例；

31、根据所述选择比例计算各轨道站点出入口的承接需求量。

32、在一些实施方式中，根据所述汇集路径和承接关系对轨道站点出入口布设方案进行评估，包括：

33、根据各需求源至轨道站点出入口的路径经过关系，将需求加载至对应的步行边段和过街节点，得到步行边段汇集量和过街节点压力；

34、根据服务覆盖能力、接驳效率、出入口承接均衡度、绕行程度和过街节点压力中的至少两项，对轨道站点出入口布设方案进行评价。

35、第二方面，本发明提供了一种轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估系统，用于执行本发明第一方面任意一项所述的轨道站点微观步行网络补全与出入口布设评估方法，所述评估系统包括：

36、数据获取模块，用于获取轨道站点周边的基础数据，所述基础数据至少包括道路中心线、卫星影像、地块边界和轨道站点出入口方案；

37、步行网络构建模块，用于基于所述基础数据识别轨道站点周边的步行关键要素，并根据识别出的步行关键要素构建轨道站点周边的微观步行连通网络；

38、出入口识别与需求锚定模块，用于识别各地块与所述微观步行连通网络发生联系的真实出入口或候选出入口，并将各地块的需求强度锚定至对应的真实出入口或候选出入口节点；

39、汇集评估模块，用于以各地块出入口节点为需求源、以轨道站点出入口为目标点，在所述微观步行连通网络上计算多源需求向轨道站点出入口汇集的汇集路径和承接关系，并根据汇集路径和承接关系对轨道站点出入口布设方案进行评估。

40、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

41、1、本发明方法通过构建微观步行连通网络，而非直接采用道路中心线网络，更真实地表达行人可通行的路径关系，将地块需求锚定至出入口节点而非地块中心点，精确地反映实际步行起点，最后通过计算多源需求汇集路径和承接关系，能够从网络级视角评估站点出入口布设方案的合理性，有效解决现有技术在数据不完备条件下难以准确评估轨道站点出入口布设方案的技术问题。

42、2、通过微观步行连通网络的构建，将已知资料、影像识别、规则推断和候选补全四类步行连接统一纳入网络，引入可靠性分级和连通性校核机制，能够在缺少完整精细步行测绘数据的条件下，形成较完整、可连通、可复核的微观步行网络，解决了现有技术中普通道路中心线网络难以表达真实步行关系的问题。

43、3、通过地块出入口识别与需求锚定机制，将真实或候选出入口识别、识别评分、面状地块需求节点化和多出入口需求分摊统一为计算过程，能够避免以地块中心点代表真实步行出发点所造成的空间偏差，尤其适用于大型小区、封闭园区、多出入口综合体和开放街区。

44、4、通过多源需求汇集评估机制，将地块出入口节点、步行路径、汇集路段、过街节点和站点出入口承接关系统一纳入计算，能够识别需求从哪里来、经过哪些步行通道、在哪些节点汇集、最终由哪个站点出入口承接，评价结果可拆解为可复核的具体环节，便于方案调整和解释。

45、5、本发明支持不同轨道站点出入口布设方案之间的定量比较，可在同一补全后的微观步行网络上替换或启用不同出入口方案，重新计算多源需求汇集路径、路段压力、过街节点压力和出入口承接量，并通过综合评估函数输出方案差异，从而提高方案论证的可比性和可解释性。