北京與東京軌道交通1小時(shí)通勤圈研究
——基于高德地圖和東京出行路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)

賈文崢，劉悅，楊新征，馮旭杰，宋曉敏

（1.交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，北京 100029；2.城市軌道交通運(yùn)營(yíng)安全管理技術(shù)及裝備交通運(yùn)輸行業(yè)研發(fā)中心，北京 100029）

0 引言

《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》[1]提出建設(shè)城市群一體化交通網(wǎng)，推進(jìn)干線鐵路、城際鐵路、市域（郊）鐵路和城市軌道交通融合發(fā)展，提高城市群內(nèi)軌道交通通勤化水平?！督煌◤?qiáng)國(guó)建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》[2]提出，全國(guó)123出行交通圈覆蓋率是評(píng)價(jià)交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)快捷順暢維度的重要指標(biāo)，包括都市區(qū)1 小時(shí)通勤、城市群2 小時(shí)通達(dá)和全國(guó)主要城市3 小時(shí)通過(guò)覆蓋率。京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)和成渝城市群均提出了實(shí)現(xiàn)軌道交通1 小時(shí)通勤圈的目標(biāo)，但均未明確通勤圈的覆蓋范圍大小。事實(shí)上，衡量通勤服務(wù)快捷順暢程度涉及時(shí)間和距離兩個(gè)指標(biāo)，目前常用通勤時(shí)間覆蓋率來(lái)衡量，例如通勤時(shí)間為1h的出行量占所有出行量的比例，但是忽略了其空間維度。同樣是通勤1h可達(dá)，在50km 外可達(dá)與在30km 外可達(dá)有本質(zhì)差別，僅用時(shí)間維度衡量便捷性是不全面的。因此，為全面對(duì)比軌道交通的便捷性，對(duì)軌道交通1 小時(shí)通勤圈的空間維度進(jìn)行計(jì)算和比較具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

針對(duì)軌道交通通勤時(shí)間和空間問(wèn)題，通過(guò)多網(wǎng)融合提高出行效率已成為研究熱點(diǎn)，理論探討主要集中在通過(guò)創(chuàng)新軌道交通運(yùn)輸服務(wù)模式[3]提高出行服務(wù)便捷程度或通過(guò)市域（郊）鐵路連接城市中心區(qū)和城市外圍[4]等規(guī)劃設(shè)計(jì)方面。如，劉李紅[5]研究發(fā)現(xiàn)，市域（郊）鐵路直達(dá)就業(yè)中心且運(yùn)行時(shí)間在60min 內(nèi)的軌道站點(diǎn)越多、軌道站點(diǎn)步行在15min 內(nèi)可達(dá)的居住小區(qū)數(shù)量越多，對(duì)中心區(qū)人口和就業(yè)吸引力越強(qiáng)，但其缺乏對(duì)60min 通勤覆蓋空間范圍的分析，忽略了快線對(duì)延伸通勤距離的影響。東京軌道交通一直是多網(wǎng)融合[6]的研究熱點(diǎn)，在北京和東京的軌道交通通勤對(duì)比方面，已有研究指出東京實(shí)現(xiàn)了多網(wǎng)融合，而北京缺乏多層次軌道交通網(wǎng)絡(luò)，但對(duì)1h出行可覆蓋的空間范圍分析不足。如，梁曉紅等[7]指出北京北部地區(qū)早晚高峰進(jìn)出城通道運(yùn)行壓力較大，需構(gòu)建多層次軌道交通網(wǎng)絡(luò)；鄭小康[8]指出北京市郊鐵路換乘不便捷、服務(wù)頻次較少是造成通勤時(shí)間長(zhǎng)、客流量低的主要原因；張娜等[9]提出可通過(guò)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)銜接，提升北京城市軌道交通一體化運(yùn)營(yíng)水平。但以上研究均缺乏對(duì)通勤距離的對(duì)比分析。計(jì)算1h通勤距離不僅需要軌道交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)，還需要列車運(yùn)行時(shí)刻、換乘銜接時(shí)間等實(shí)際數(shù)據(jù)，已有研究從理論層面進(jìn)行了分析[10]，但未采用實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。另外，市（域）郊鐵路的合理定位[11]及其與城市軌道交通共線運(yùn)營(yíng)[12]，以及城市軌道交通快線規(guī)劃建設(shè)[13]等均是從規(guī)劃角度分析靜態(tài)路網(wǎng)與通勤時(shí)空網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，缺乏融合列車運(yùn)行時(shí)刻等數(shù)據(jù)的定量分析。事實(shí)上，通勤時(shí)間和空間范圍均與軌道交通吸引力高度相關(guān)，Pan等[14]的研究表明，通勤距離是影響軌道交通客運(yùn)量的重要因素；毛保華等[15]提出公共交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)應(yīng)基于全出行鏈，綜合考慮整個(gè)出行的時(shí)間和空間影響因素?？梢钥闯?，現(xiàn)有研究主要從規(guī)劃設(shè)計(jì)角度出發(fā)，提出構(gòu)建多層次軌道交通網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)快速通勤。但是軌道實(shí)際運(yùn)營(yíng)不僅受軌道交通路網(wǎng)等靜態(tài)因素影響，還與列車運(yùn)力安排、列車時(shí)刻表、乘客換乘等動(dòng)態(tài)因素相關(guān)，已有研究缺乏從運(yùn)營(yíng)角度對(duì)1h 通勤可覆蓋的通勤距離的量化對(duì)比，無(wú)法有效反映軌道交通服務(wù)的時(shí)間和空間便捷性。

總體來(lái)看，盡管京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)和成渝城市群均提出了軌道交通1 小時(shí)通勤圈規(guī)劃目標(biāo)，但是缺乏對(duì)通勤圈覆蓋范圍的定量描述及計(jì)算方法，無(wú)法從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)比軌道交通便捷性。北京、廣州、成都等國(guó)內(nèi)城市也提出對(duì)標(biāo)東京軌道交通的發(fā)展策略，但是多集中在規(guī)劃設(shè)計(jì)和TOD 等方面，在通勤時(shí)間、通勤距離等實(shí)際運(yùn)營(yíng)指標(biāo)上缺乏定量對(duì)比。因此，有必要立足實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)對(duì)北京和東京都市區(qū)1 小時(shí)通勤圈進(jìn)行對(duì)比，為規(guī)劃設(shè)計(jì)提出明確的指標(biāo)。本文以北京和東京出行調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，首先篩選出就業(yè)集中地，通過(guò)第三方平臺(tái)采集軌道交通路網(wǎng)、乘客出行時(shí)間與距離等實(shí)際運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，構(gòu)建軌道交通網(wǎng)絡(luò)有向圖模型，采用深度優(yōu)先搜索算法獲取1h 可達(dá)的出發(fā)地，并得到通勤距離，實(shí)現(xiàn)對(duì)北京和東京都市區(qū)軌道交通1 小時(shí)通勤圈距離的定量對(duì)比分析。

1 軌道交通1小時(shí)通勤圈的通勤距離

乘客通常會(huì)采用步行、自行車、公交車或軌道交通等一種或多種交通方式完成從居住地到就業(yè)地的出行。本文界定的軌道交通通勤圈是指采用軌道交通出行，在給定時(shí)間內(nèi)抵達(dá)就業(yè)地，可以覆蓋的線路最遠(yuǎn)出發(fā)站點(diǎn)的空間范圍。如圖1所示，將就業(yè)地記為i，尋找1h 內(nèi)利用軌道交通可以抵達(dá)該地的居住地的位置。

將所有可達(dá)就業(yè)地i的居住地集合用Ci來(lái)表示，構(gòu)成就業(yè)地i的1 小時(shí)可達(dá)通勤圈。用j來(lái)表示居住地，從j出發(fā)抵達(dá)i的耗費(fèi)時(shí)間記為tij（單位：min），如果tij在60min 以內(nèi)，那么j就位于i的1 小時(shí)可達(dá)通勤圈，可以表示為：?j,iftij≤60,thenj∈Ci，路徑長(zhǎng)度記為sij。

事實(shí)上，對(duì)于距離i較近的短距離出行，例如30min 內(nèi)可達(dá)的出行，盡管其位于1 小時(shí)通勤圈內(nèi)，但本文中的通勤圈考慮的是每條路徑上最遠(yuǎn)的出發(fā)點(diǎn)，因此需尋找可在1h前后較短時(shí)間內(nèi)抵達(dá)的出行。引入時(shí)間變量δ1和δ2（單位均為min），提前δ（1min）到達(dá)或延遲δ（2min）到達(dá)都認(rèn)為符合條件，即：?j,if ＜0≤60-tij≤δ1|0≤tij-60≤δ2＞,thenj∈Ci。

Ci中元素的總數(shù)用 |Ci|來(lái)表示，對(duì)于從居住地j到達(dá)就業(yè)地i，兩點(diǎn)的直線距離記為 |sij|，從j到i通常會(huì)有多條路徑，所有可行路徑的集合記為Ψi,j，每條路徑的長(zhǎng)度和耗費(fèi)的時(shí)間會(huì)有差異。

對(duì)于居住地j，|Ψi,j|表示從j到i所有可行路徑的數(shù)量，如果存在一條路徑k,k=1,…,|Ψi,j|，其出行時(shí)間t(Ψi,j,k)與60min相比，滿足提前δ（1min）以內(nèi)或延遲δ（2min）以內(nèi)到達(dá)的條件，那么就認(rèn)為j∈Ci，這樣可以表示為：

只要找到一條滿足條件的路徑k，就認(rèn)為居住地j位于就業(yè)地i的1 小時(shí)通勤圈。將軌道交通路網(wǎng)轉(zhuǎn)化為帶權(quán)有向圖，車站表示點(diǎn)，相鄰車站連接成邊，兩站之間列車運(yùn)行時(shí)間表示權(quán)重，尋找路徑k的問(wèn)題可以通過(guò)深度優(yōu)先搜索算法求解。

這樣，對(duì)于?j∈Ci，用直線距離 |sij|來(lái)表示j和i之間的通勤距離，就業(yè)地i的1 小時(shí)通勤圈最小通勤距離ci_min可以表示為：

就業(yè)地i的1小時(shí)通勤圈最大通勤距離ci_max可以表示為：

就業(yè)地i的1 小時(shí)通勤圈平均通勤距離ci可以表示為：

需說(shuō)明的是，tij由站外時(shí)間和站內(nèi)時(shí)間組成，站外時(shí)間包括乘客從居住地j出發(fā)采用步行、騎行或公交等方式到達(dá)最近的軌道交通站點(diǎn)的時(shí)間tj、從距離就業(yè)地i最近的軌道交通站點(diǎn)出站后采用步行、騎行或公交等方式抵達(dá)i的時(shí)間ti。站內(nèi)時(shí)間包含在軌道交通車站的等待時(shí)間、在列車上的乘車時(shí)間，以及換乘時(shí)間、換乘后的等待時(shí)間和乘車時(shí)間等，設(shè)t(w)ij為全程換乘和等待時(shí)間，t(r)ij為乘車時(shí)間，這樣tij可以用式（4）表示。

站外時(shí)間ti和tj涉及出行者居住地或附近接駁的公交車站與軌道交通站點(diǎn)的距離、步行或騎行速度以及是否需要排隊(duì)進(jìn)站等多種因素，Zhu等[16]以北京地鐵5 號(hào)線為例的研究表明，站外時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)15min。雖然站外時(shí)間在全過(guò)程出行時(shí)間中占有相當(dāng)比例，但本文研究重點(diǎn)是計(jì)算和對(duì)比軌道交通網(wǎng)絡(luò)1h的可達(dá)性，從而比較軌道交通路網(wǎng)的便捷性，暫不考慮車站周邊公交、自行車等接駁方式的影響，因此主要考慮站內(nèi)時(shí)間，暫不考慮ti和tj，從而將tij簡(jiǎn)化為式（5）：

2 研究范圍與數(shù)據(jù)獲取

2.1 研究范圍

為便于比較軌道交通1 小時(shí)通勤圈的空間范圍，首先需要明確通勤出行的結(jié)構(gòu)，即居住地和就業(yè)地的空間布局關(guān)系。需選定恰當(dāng)?shù)哪康牡剡M(jìn)行通勤圈對(duì)比，根據(jù)通勤的性質(zhì)，本文以就業(yè)地為目的地作為研究對(duì)象，即1h內(nèi)可以抵達(dá)該地的軌道交通覆蓋范圍。

（1）北京都市區(qū)

劉曉冰等[17]利用百度位置數(shù)據(jù)挖掘出的都市圈通勤數(shù)據(jù)，識(shí)別出我國(guó)35個(gè)主要都市圈的中心布局，發(fā)現(xiàn)北京為非均衡多中心結(jié)構(gòu)，而且城市規(guī)模與通勤時(shí)耗的相關(guān)性最為顯著。為便于對(duì)比，根據(jù)北京市軌道交通客流特點(diǎn)和就業(yè)分布情況，北京都市區(qū)主要選擇就業(yè)集中同時(shí)又有軌道交通站點(diǎn)的區(qū)域。根據(jù)北京市交通發(fā)展研究院公布的《2020 年北京交通發(fā)展年報(bào)》[18]，北京市五環(huán)內(nèi)就業(yè)崗位占全市的49%，就業(yè)地主要分布于泛CBD、中關(guān)村、金融街、望京和豐臺(tái)科技園等區(qū)域，本文選擇國(guó)貿(mào)商圈、中關(guān)村商圈和總部基地3 個(gè)就業(yè)集中區(qū)域作為就業(yè)地研究對(duì)象。根據(jù)年報(bào)數(shù)據(jù)，國(guó)貿(mào)站附近是國(guó)貿(mào)商圈就業(yè)最密集區(qū)域，中關(guān)村站和豐臺(tái)東大街站在中關(guān)村商圈和總部基地也具有代表性，因此分別選擇國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站和豐臺(tái)東大街站作為商圈的代表性地鐵站，3 個(gè)車站分別連接了地鐵10 號(hào)線與1 號(hào)線/八通線、4 號(hào)線/大興線、9 號(hào)線，這些線路均承擔(dān)通勤功能。

（2）東京都市區(qū)

東京都市圈主要包括東京都23區(qū)和周邊的多摩、橫濱等郊區(qū)，根據(jù)第6 回東京都市圈居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)[19]，東京都23 區(qū)是周邊郊區(qū)通勤的主要目的地，東京站、新宿站、澀谷站等車站周邊是就業(yè)集中區(qū)域，本文選擇東京都市區(qū)的東京站作為就業(yè)地研究對(duì)象，該車站連接了東京地鐵丸之內(nèi)線以及京急線、武藏野線、橫須賀線和JR中央線、常磐線等，這些線路均承擔(dān)通勤功能。為選擇合適的居住地作為出發(fā)地，同樣根據(jù)第6 回東京都市圈居民出行調(diào)查數(shù)據(jù)[19]，在通勤客流中到達(dá)東京都市區(qū)最大的客流發(fā)生地分別為東京多摩部、千葉西北部、埼玉南部和橫濱市等，本文將對(duì)經(jīng)由這些居住地的軌道交通線路進(jìn)行調(diào)查，尋找最遠(yuǎn)可達(dá)的軌道交通站點(diǎn)。

2.2 數(shù)據(jù)獲取

本文討論的軌道交通是指采用公交化運(yùn)營(yíng)、承擔(dān)通勤功能的軌道交通系統(tǒng)，包括地鐵、市郊鐵路等，不包括京津城際鐵路以及日本新干線。本著數(shù)據(jù)可獲取性和真實(shí)性原則，本文采用以下方式獲取北京和東京都市區(qū)的通勤數(shù)據(jù)。

（1）北京都市區(qū)出行數(shù)據(jù)獲取

通過(guò)高德地圖公開(kāi)路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，獲取北京都市區(qū)軌道交通通勤時(shí)間，查詢時(shí)間是2022 年3月的工作日早高峰，可以獲取從居住地到就業(yè)地的軌道交通出行路徑、路徑長(zhǎng)度、換乘時(shí)間和乘車時(shí)間。需要說(shuō)明的是，由于北京的4 條市郊鐵路每日開(kāi)行車次很少，日均客運(yùn)量極低，尚不具備通勤使用條件[8-9]，本文未將其考慮在內(nèi)。

（2）東京都市區(qū)出行數(shù)據(jù)獲取

通過(guò)Japan Transit Planner 和Tokyo Metro 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，獲取東京都市區(qū)軌道交通出行路徑和出行時(shí)間公開(kāi)數(shù)據(jù)，同時(shí)還可查詢過(guò)去3 年的出行路徑信息，包括出行路徑以及每條路徑的距離、換乘和等候時(shí)間、乘車時(shí)間。以橫濱市為例，選擇橫濱站作為出發(fā)點(diǎn)，東京站作為目的地，以2022年3 月1 日早高峰數(shù)據(jù)為例，獲取的相關(guān)出行數(shù)據(jù)信息如表1所示。

表1 從橫濱站到達(dá)東京站的部分出行路徑信息

由表1 可知，采用直達(dá)方式的全程時(shí)間為28min，路徑長(zhǎng)度為28.8km，旅行速度為61.7km/h；換乘1次的兩條路徑中，全程時(shí)間最短的為38min，路徑長(zhǎng)度為29.0km，旅行速度為43.5km/h。同時(shí)，JR 和私鐵在東京通勤出行中占據(jù)主要地位，這與北京主要采用地鐵通勤的方式有較大差別。事實(shí)上，Kato等[20]以私鐵東急線為例，分析了軌道交通列車運(yùn)行時(shí)間的可靠性，當(dāng)列車準(zhǔn)點(diǎn)率不高時(shí)，乘客需要提前更早時(shí)間從家出發(fā)，表明快捷性和可靠性對(duì)乘客出行時(shí)間有較大影響。

3 通勤圈計(jì)算

3.1 東京都市區(qū)軌道交通1小時(shí)通勤圈

東京都市區(qū)軌道交通包括多種制式，為便于比較，選擇多摩部、千葉西北部、埼玉南部和橫濱市等區(qū)域，利用前文所述方法沿軌道交通線路查找所有可行路徑，篩選出1h內(nèi)可以抵達(dá)東京站的軌道交通站點(diǎn)，得到的出行數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 從多摩等郊區(qū)到達(dá)東京站的出行信息表

表2 （續(xù)）

由表2 可知，從千葉西北部的牛久站到東京站的時(shí)間為63min，路徑長(zhǎng)度為56.4km；埼玉南部飯能站到東京站采用JR快線換乘地鐵丸之內(nèi)線的時(shí)間為62min，路徑長(zhǎng)度為52.4km。選擇換乘地鐵的方式出行時(shí)間普遍較長(zhǎng)，例如從橫濱的逗子站到東京站，換乘地鐵日比谷線和丸之內(nèi)線的方案需85min，而直接采用JR 橫須賀線僅需60min。事實(shí)上，出發(fā)地所處位置的不同，所在地的軌道交通網(wǎng)絡(luò)有差異，也會(huì)影響通勤圈的范圍，這里選擇的出發(fā)點(diǎn)主要是所在郊區(qū)軌道交通的換乘站，具有一定的代表性。

取δ1=6,δ2=3，即按出行時(shí)間54min到63min計(jì)算，路徑長(zhǎng)度最小值為34.3km（直線距離30.6km），最大值為66.8km（直線距離57.2km）。按出行路徑計(jì)算軌道交通1 小時(shí)通勤圈的覆蓋范圍為34.3～66.8km，按直線距離計(jì)算為30.6～57.2km。

3.2 北京都市區(qū)軌道交通1小時(shí)通勤圈

北京市選取國(guó)貿(mào)商圈的國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村商圈的中關(guān)村站和總部基地的豐臺(tái)東大街站為目的地，分別計(jì)算軌道交通1h 可達(dá)的最遠(yuǎn)覆蓋范圍。利用高德地圖公開(kāi)的路徑查詢工具獲取不同路徑的出行時(shí)間和出行距離。以國(guó)貿(mào)站為目的地，在北京軌道交通路網(wǎng)內(nèi)按照每條線路尋找可在60min 抵達(dá)該地的最遠(yuǎn)出發(fā)點(diǎn)，即軌道交通1 小時(shí)通勤圈可覆蓋的最大距離，具體數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 從北京軌道交通路網(wǎng)覆蓋區(qū)域到達(dá)國(guó)貿(mào)站的出行信息表

同樣取δ1=6,δ2=3，從表3 可知，大興機(jī)場(chǎng)站到國(guó)貿(mào)站的路徑長(zhǎng)度為54.2km，直線距離為42.4km，全程時(shí)間為61min，是1小時(shí)通勤圈的最長(zhǎng)距離，這是由于大興機(jī)場(chǎng)線的旅行速度遠(yuǎn)高于表中的其他地鐵線路。此外，路徑長(zhǎng)度大于30km的只有T3 航站樓、稻田和黃村火車站3 個(gè)出發(fā)點(diǎn)，其余均小于30km。按照路徑長(zhǎng)度計(jì)算，最小值為26.2km，最大值為54.2km；按照直線距離計(jì)算，最小值為20.1km，最大值為42.4km。

運(yùn)用同樣的方法，對(duì)地鐵中關(guān)村站、豐臺(tái)東大街站重復(fù)上述過(guò)程，分別按照路徑長(zhǎng)度和直線距離計(jì)算通勤圈覆蓋范圍的最小值、最大值和平均值，結(jié)果如表4、表5所示。

表4 國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站、豐臺(tái)東大街站軌道交通1小時(shí)通勤圈的路徑長(zhǎng)度

表5 國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站、豐臺(tái)東大街站軌道交通1小時(shí)通勤圈的直線距離

從表4可知，按照路徑長(zhǎng)度計(jì)算，3個(gè)商圈軌道交通1 小時(shí)通勤圈的最小值為21.3km。關(guān)于最大值，含大興機(jī)場(chǎng)線為58.9km，不含大興機(jī)場(chǎng)線為39.1km，差距將近20km。關(guān)于平均值，含大興機(jī)場(chǎng)線最大為33.4km，不含大興機(jī)場(chǎng)線為30.6km，均在30km左右，差別不大。

從表5可知，按照直線距離計(jì)算，3個(gè)商圈軌道交通1 小時(shí)通勤圈的最小值為13.5km。關(guān)于最大值，含大興機(jī)場(chǎng)線為52.1km，不含大興機(jī)場(chǎng)線為30.8km，差距超過(guò)20km。關(guān)于平均值，含大興機(jī)場(chǎng)線的最大為25.9km，不含大興機(jī)場(chǎng)線的最大為23.0km。

因此，以上述3 個(gè)軌道交通站點(diǎn)為目的地，按照路徑長(zhǎng)度計(jì)算，軌道交通1 小時(shí)通勤圈的覆蓋范圍為21.3～58.9km，如果不含大興機(jī)場(chǎng)線，覆蓋范圍為21.3～39.1km；按照直線距離計(jì)算，軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋范圍為13.5～52.1km，如果不含大興機(jī)場(chǎng)線，覆蓋范圍為13.5～30.8km。

3.3 通勤圈對(duì)比分析

從以上分析可知，按照案例選定的地點(diǎn)，取δ1=6，δ2=3，對(duì)于軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋范圍的直線距離，東京都市區(qū)為30.6～57.2km，北京都市區(qū)含大興機(jī)場(chǎng)線為13.5～52.1km，不含大興機(jī)場(chǎng)線為13.5～30.8km，取整數(shù)分別為31～57km,14～52km 和14～31km。為便于比較所有出行數(shù)據(jù)的聚集情況，利用表2、表3以及中關(guān)村站和豐臺(tái)東大街站的出行數(shù)據(jù)（直線距離），繪制國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站、豐臺(tái)東大街站和東京站1h到達(dá)等時(shí)圈的箱形圖，如圖2所示。

由圖2 可知，東京站1 小時(shí)通勤圈的距離范圍明顯大于國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站和豐臺(tái)東大街站，且分布較為均衡，箱形圖沒(méi)有明顯的異常數(shù)值，表明軌道交通網(wǎng)絡(luò)較為均衡，可達(dá)性較強(qiáng)。相比而言，國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站和豐臺(tái)東大街站的箱形圖均有明顯的異常值（見(jiàn)圖中紅色小圓圈），這是由于大興機(jī)場(chǎng)線提高了個(gè)別站點(diǎn)的可達(dá)范圍。

由表2 可知，東京都市圈大量采用JR 和私鐵，進(jìn)一步縮短了郊區(qū)到中心區(qū)的時(shí)間，同樣的時(shí)間可以抵達(dá)更遠(yuǎn)的地方，擴(kuò)大了通勤范圍。相比而言，北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線和19號(hào)線發(fā)揮了類似的快線作用，擴(kuò)展了中關(guān)村商圈1 小時(shí)通勤圈的空間范圍，圖2 中也可以觀察到這一現(xiàn)象。Wang等[21]對(duì)北京軌道交通的通勤研究也表明，與早晚高峰通勤擁擠的感受度相比，時(shí)間可達(dá)性要更重要。但總體上，北京中心城區(qū)與周邊新城之間缺乏地鐵快線或快速市郊鐵路，現(xiàn)有市郊鐵路開(kāi)行車次極少，線路兩端未深入通勤圈內(nèi)部，未能很好發(fā)揮融合作用。

值得注意的是，北京都市區(qū)軌道交通換乘次數(shù)明顯高于東京，換乘2次的時(shí)間將近10min，這也是造成通勤圈覆蓋范圍較小的一個(gè)原因，換乘地鐵次數(shù)越多對(duì)出行時(shí)間的影響越大。Zhou等[22]分析了東京、倫敦、紐約、巴黎等城市大都市區(qū)軌道交通系統(tǒng)的基本組成、空間布局和客流規(guī)模，也發(fā)現(xiàn)地鐵、市郊鐵路和干線鐵路的融合發(fā)展可使軌道交通系統(tǒng)發(fā)揮最大作用。

3.4 數(shù)據(jù)可視化

為更直觀地比較1 小時(shí)通勤圈的覆蓋空間范圍，利用Python 編程，載入北京和東京的城市地圖，并在路網(wǎng)圖上以15km,30km 和50km 劃定3個(gè)等距圈，通過(guò)可視化作進(jìn)一步分析。獲取所有站點(diǎn)的經(jīng)緯度信息，并將站點(diǎn)分別繪制在路網(wǎng)圖上，就可以展示1 小時(shí)通勤圈的站點(diǎn)位置信息，如圖3 所示，以國(guó)貿(mào)站和東京站為例，為便于比較，在圓心處將兩個(gè)車站重疊，圖中圓形塊代表北京都市區(qū)可在1h內(nèi)抵達(dá)國(guó)貿(mào)站的站點(diǎn)，方塊代表東京都市區(qū)可在1h內(nèi)抵達(dá)東京站的站點(diǎn)。

從圖3 可以看出，北京都市區(qū)除大興機(jī)場(chǎng)站外，可在1h內(nèi)抵達(dá)國(guó)貿(mào)站的軌道交通站點(diǎn)均位于15～30km 等距圈之間。相比而言，可在1h 內(nèi)到達(dá)東京站的軌道交通站點(diǎn)普遍位于30～50km 等距圈之間，成田機(jī)場(chǎng)位于50km 等距圈外。利用這種可視化方法，可以直觀地比較軌道交通1 小時(shí)通勤圈的空間范圍。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除大興機(jī)場(chǎng)線和19號(hào)線外，北京地鐵線路和東京地鐵線路的站間距相當(dāng)，旅行速度均為33km/h左右，并無(wú)明顯差異，而且北京地鐵規(guī)模明顯高于東京地鐵，地鐵不是造成1 小時(shí)通勤圈差距的原因。造成差距的原因是東京都市區(qū)JR、私鐵和地鐵融合，減少了乘客換乘時(shí)間，同時(shí)利用復(fù)線和三線，可將郊區(qū)到中心城區(qū)的旅行速度提高到60km/h。相比而言，北京都市區(qū)地鐵與市郊鐵路銜接不暢、快線不足，是造成通勤圈覆蓋范圍差異的主要原因。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)多網(wǎng)融合背景下軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋范圍，研究提出了一種利用高德地圖和東京軌道交通出行路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析的方法，并利用Python 編程實(shí)現(xiàn)了可視化對(duì)比分析，彌補(bǔ)了軌道交通1 小時(shí)通勤圈缺乏定量指標(biāo)帶來(lái)的困擾。研究結(jié)果表明，以國(guó)貿(mào)站、中關(guān)村站、豐臺(tái)東大街站和東京站為例，按直線距離計(jì)算，北京都市區(qū)軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋范圍約為14～52km，普遍位于15～30km 等距圈；東京都市區(qū)軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋范圍約為31～57km，普遍位于30～50km 等距圈。但也要看到，由于北京地鐵大興機(jī)場(chǎng)線和19號(hào)線發(fā)揮了快線作用，兩個(gè)城市的軌道交通1 小時(shí)通勤圈最大覆蓋范圍幾乎相當(dāng)。

本文僅考慮了乘客在軌道交通線網(wǎng)內(nèi)的出行時(shí)間和換乘時(shí)間，忽略了乘客到達(dá)和離開(kāi)軌道交通站點(diǎn)的站外時(shí)間以及進(jìn)站候車等出行過(guò)程所花費(fèi)的時(shí)間，這部分出行時(shí)間對(duì)乘客全過(guò)程出行同樣構(gòu)成重要影響，未來(lái)將考慮這一部分出行時(shí)間，進(jìn)一步對(duì)軌道交通1 小時(shí)通勤圈覆蓋的空間范圍進(jìn)行更細(xì)致的研究。