考虑空间异质性的共享单车客流量与影响因素研究-以芝加哥为例

摘要

有桩共享单车作为一种绿色可持续的出行方式，因其良好的特性优势而吸引越来越多的城市居民选择使用单车出行。在研究单车出行行为特征时，精准的客流需求预测可帮助系统管理者合理利用资源，提高单车系统运行客流量，使系统更好为城市用户提供服务。然而，城市形态以及城市基础设施布局等因素在空间分布不均衡，对出行需求产生的影响不尽相同，即表现为在研究空间范围内影响因素对客流的影响程度也有所差异。　　本文基于芝加哥市Divvy有桩共享单车出行数据等资料，建立负二项回归模型评估站点服务范围内社会经济变量、城市建成环境与交通服务相关指标对站点客流出行强度的影响。基于此，为评估影响因素可能在研究区域内表现出的空间分布差异，建立地理加权回归模型进行验证，并将地理加权回归模型的估计参数进行空间可视化。　　本文的主要工作有：1)依据共享单车出行特点对城市共享单车需求预测相关理论进行总结；2)对地理加权回归模型的结构，参数评估方法以及建模所需确定的权函数、带宽等进行归纳总结；3)运用ArcGIS与Python完成对出行客流数据以及建模数据的汇总整理；4)建立负二项回归模型分析影响因素对于不同群体出行的影响差异；5)建立地理加权回归模型评估影响因素的空间异质表现；6)运用R将影响因素空间异质表现进行可视化，并深入分析影响因素表现出空间分布差异的原因。　　研究结果证明，不同群体出行客流的影响因素作用表现是有差异的；城市建成环境等因素空间分布不均匀对出行需求产生的影响也有所差异，站点客流影响因素也表现出相应的空间异质性，即变量参数评估值在研究区域范围内不是恒定不变的。模型分析结论可以供意欲提高系统或局部客流的系统规划人员参考，对现有资源进行合理分配进而做出相应调整，更好为单车系统用户提供服务。

目录

声明

第1章绪论

1.1 研究背景与意义

1.1.1 共享单车发展必要性

1.1.2 共享单车发展概况

1.1.3 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 单车系统出行影响因素

1.2.2 GWR模型应用及空间分析研究

1.3 研究目标与内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

1.4 技术路线

第2章相关基础理论

2.1 城市居民出行影响因素

2.1.1 居民出行

2.1.2 城市建成环境

2.1.3 出行者社会经济属性

2.2 共享单车客流预测相关理论

2.2.1 负二项回归

2.3 空间非平稳性及GWR 产生背景

2.3.1 空间与空间变异

2.3.2 地理加权回归产生背景

2.4 地理加权回归相关理论

2.4.1 模型结构

2.4.2 模型参数估计

2.4.3 空间权函数选择

2.4.4 权函数带宽的确定与优化

2.4.5 空间自相关性与多重共线性

2.5 本章小结

第3章数据预处理及单车出行特征分析

3.1 研究对象

3.2 出行数据预处理

3.2.1 Divvy 出行数据

3.2.2 Divvy 站点数据

3.2.3 出行数据处理

3.2.4 天气数据

3.3 变量数据处理

3.3.1 Census Block Group

3.3.2 备选自变量确定

3.4 共享单车出行特征分析

3.4.1 用户维度

3.4.2 出行维度

3.4.3 天气对出行的影响

3.5 本章小结

第4章共享单车客流量影响因素分析

4.1 分析模型方法与变量确定

4.1.1 变量确定

4.1.2 模型方法

4.2 站点服务范围的确定

4.3 共享单车出行客流量影响因素分析

4.3.1 基于用户类型

4.3.2 基于用户性别

4.4 本章小节

第5章单车客流量影响因素空间异质性研究

5.1 泰森多边形

5.2 GWR 建模变量选取

5.3 空间自相关性

5.3.1 空间自相关性

5.4 基于GWR 的单车出行客流量影响因素异质性研究

5.4.1 空间权函数与带宽确定

5.4.2 出行客流GWR模型结果

5.5 模型结果分析与讨论

5.5.1 总出行量影响因素异质表现

5.5.2 高峰小时出行量因素异质表现

5.6 本章小节

结论与展望

一、总结

二、展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果