中国空中廊道划设与时空拥堵识别及其航线流量影响

航空运输的迅速发展使空中交通流增加,空中廊道因能容纳高密度交通流而成为支持空域资源充分开发利用的一种新技术,空中廊道拥堵时段和拥堵区段的识别是廊道上车道分配和开合操作的基础。在回顾空中廊道与交通拥堵相关研究后,构建了由空中廊道划设、拥堵状态识别、航线流量影响组成的研究方法。依据高流量航线确定空中廊道位置、依据距离约束条件确定航线参与者,合并划设出全国14条空中廊道;进而通过时空数据计算、时空图编绘、网格频数筛选及划分阈值设定等步骤,遵照重叠次数及热格频数的指示规则,对拥堵时段和拥堵区段进行识别;并通过规模值和汇聚值两个指标分析高流量航线的拥堵影响。研究发现：拥堵时段呈现为全天多峰“波浪型”分散分布及高峰后端集聚的结构特征;拥堵区段整体呈现为不平衡覆盖和交汇节点集中分布的结构特征,其中高拥堵程度的空中廊道呈现为一个斜体“N”字型框架,框架上为小区段集中的不完全贯通;时空交互上,拥堵区段存在单一时段和多时段重叠两种类型,多个廊道的不同拥堵区段存有共同拥堵时段。高流量航线在空中廊道拥堵中起相对决定性作用,且在抵港和离港两个方向上的影响不均衡。空中交通拥堵识别可为中国未来空域资源时空动态评估和空中廊道建设提供依据。     

京广空中廊道系统延误弹性测算与航空流运行结构分析

文章构建了一个多层次系统延误弹性测算框架,应用京广空中廊道24 h全部848架次航班实际航迹点数据,测算了单个航班延误偏差、系统延误累积量和系统延误弹性系数,分析了其与航空流运行结构的关系。结果表明：1）该空中廊道航班飞行过程中以延误产生为主且在低流量时段表现出延误吸收能力;沿线枢纽机场起飞航班延误均值普遍高于抵达航班,随枢纽机场等级提高和承载流量增加出现更高的航班延误均值和峰值振幅;以延误偏差>15 min标准统计,各汇流航线的延误概率和均值都高于沿线枢纽机场间直航航线,在该空中廊道贡献了正延误。2）整体呈现出中心航迹延误累积–外围航迹延误恢复的动态过程,大密度流量汇聚成为延误叠加累积的主要原因;3）系统延误弹性具有空间异质性,随机场节点间流量分散程度增加而显著提高,多样性可选路径引发积极的延误吸收而使其具有较强的延误恢复能力。4）航空流运行结构对空中廊道系统延误弹性的影响是通过中心航迹–外围航迹和航迹簇流量汇聚2个关键要素实现的,延误恢复是1个多路径选择的过程,航线重构策略优于固定航线策略。     

航空流网络解构与空域资源动态配置研究——以京-成空中廊道为例

空中廊道作为一种新型航空流组织与空域资源分配方式,是一种复杂的航空流网络,解析其结构特征并评估其结构性能是实现空域资源动态配置的前提。该文通过构建网格时空图方法,以京—成空中廊道为例进行航空流网络解构研究,包括基于航迹簇的网络构型、流量时空波动与航空流聚合分化三方面,据此提出空域资源动态配置方案。研究结论如下:1)以多种邻近阈值指示航迹交叉角度持续增大,检测出航空流网络存在平行流、交叉流、全覆盖流和半覆盖流4种构型,基于其占比和特征的显著差异性提出并行扩容调整方案;2)以高频数网格点状或短线状集中分布指示流量时空波动,检测出航空流网络存在两个不同内涵的时间高峰、以距离中值区为近似对称轴的空间高峰以及在区段间漂移的时空交互高峰,进而提出时间错峰调整方案;3)以网格属性指示聚合分化点的分布,检测出航空流网络阶梯递减、高值集聚和叠合特征,相应提出动态快速分化分流调整方案。     

中国枢纽机场时间延误成本估算与航线影响分析及中美比较

论文借鉴欧洲控制研究中心以机型为基本单元的延误成本估算模型(简称EC估算模型)及其相关算法,以EC估算模型为基础,补充机型配置比和引入航班执行阶段作为影响参数,估算了24 h中国枢纽机场单位时长延误成本和时间延误总成本,进行了时间延误成本的航线影响分析及中美比较,得到如下结论：① 区域枢纽机场时间延误成本普遍低于复合枢纽机场,但前者中机型单位时长延误成本和登机口成本均高于后者,从中可透视出其分别与中国航线网络中心集聚、航空地理市场(机型配置)需求和航线网络模式应用的密切相关;枢纽机场空中维持成本在时间延误总成本中占比最大,说明中国空中廊道设置存在缺陷。② 枢纽机场间(航线)以及枢纽机场与非枢纽机场之间(航线)时间延误总成本的差异深受航线属性所影响,其根本又在于航空地理市场(机型配置)需求以及空中廊道参与机场位置。③ 中美枢纽机场和枢纽机场间(航线)时间延误成本均有较大差异,主要表现为中国空中维持成本远高于美国,这是由空中廊道特征路径宽度和航迹交叉点数量2个因素造成的。     

区域旅游流空间结构的高铁效应及机理——以中国京沪高铁为例

交通是影响旅游流空间结构最主要因素之一。以京沪高铁线为例,探讨了区域旅游流空间结构的高铁效应及特征,在此基础上,分析区域交通可达性变化,并结合区域旅游资源禀赋、区域旅游接待设施、区域旅游交通网络密度以及区位等影响因素分析区域旅游流空间结构的高铁效应的机理。研究表明:1区域旅游流空间结构的高铁效应表现为马太效应、过滤效应、扩散效应和叠加效应等特征。2区位条件、旅游资源禀赋、旅游接待能力、交通网络密度以及时空压缩程度等影响因素共同作用均非常明显态势下,产生高铁马太效应;旅游资源禀赋、旅游接待能力、交通网络密度均不强,时空压缩程度不显著等旅游节点产生高铁过滤效应;区位条件、旅游资源禀赋、旅游接待能力和交通网络密度均具有很强优势,且时空压缩程度明显等旅游节点可成为扩散源,高铁强化了扩散源旅游流集聚作用,然后向边缘旅游地扩散,呈现为"集聚—扩散"模式;高铁使大尺度空间的不同客源地居民出游空间范围出现叠加现象,但只有区位条件、旅游资源禀赋、旅游接待能力、交通网络密度优势较强且时空压缩程度明显旅游节点产生叠加效应。     

文化廊道空间界定之CCSPM模型构建——以滇西南跨境文化廊道为例

基于景观信息链理论,按照识别文化基因、确定文化点、模拟廊道空间的过程,结合阻力模型及原理,运用ArcGIS 工具从文化点对廊道文化的传播重要性、文化点的区域影响力、各文化点的空间关系以及自然环境对文化传播的约束等4个方面,构建出CCSPM（cultural corridor spatial pattern model）模型,并运用该方法界定滇西南跨境文化廊道的空间范围。结果显示：① 滇西南跨境文化廊道的文化元素影响范围沿交通线集聚但空间差异性较大;② 滇西南跨境文化廊道总体格局、分布趋势和历史进程大致相符,模型能较有效地表征文化廊道空间范围。该方法为文化廊道空间研究提供新的研究思路,进而为分析廊道内部的文化连接方向和程度及文化遗产的整体保护与开发提供空间信息支持。     

时空轨迹聚类方法研究进展

时空轨迹(Trajectory)是移动对象的位置和时间的记录序列.作为一种重要的时空对象数据类型和信息源,时空轨迹的应用范围涵盖了人类行为、交通物流、应急疏散管理、动物习性和市场营销等诸多方面.通过对各种时空轨迹数据进行聚类分析,可以提取时空轨迹数据中的相似性与异常特征,并有助于发现其中有意义的模式.本文根据时空轨迹数...     

基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类

已有的时空轨迹聚类方法一般以整条轨迹作为聚类单元,聚类效果较低且不能识别轨迹局部特征;另一种轨迹聚类方法是以划分后轨迹段为聚类单元,算法效率较低且不能很好地支持多属性聚类。该文提出基于子空间聚类算法的时空轨迹聚类。首先引入数据归约的思想,将轨迹进行离散化处理,再运用CLIQUE算法对离散化后的轨迹段进行聚类。实验结果表明,此轨迹聚类方法具有较高的伸缩性,能有效地处理多维轨迹数据并识别轨迹的局部聚类特征,能揭示时空轨迹在不同子空间的运动规律。     

京沪入境旅游流网络结构特征分析

应用社会网络理论和方法,对京沪入境旅游流网络的整体型态特征和个体结构位置特征进行定量研究。结果显示,由11个城市节点和24条流向关系组成的大型京沪入境旅游流网络密度为0.218,程度中心势为0.400,其中包含了3组不少于3个节点的1-派系和2组不少于5个节点的2-派系;由14个城市节点和46条流向关系组成的小型京沪入境旅游流网络密度为0.253,程度中心势为0.566,其中包含了1组不少于4个节点的1-派系和2组不少于6个节点的2-派系。以上结果说明,京沪入境旅游流网络密度低、中心势高、派系交叉性显著;京沪入境旅游流网络节点层次分化严重,核心节点突出,边缘节点明显;京沪入境旅游流网络中存在明显派系。得到两点启示:国家应采取切实措施引导入境旅游流在国内旅游城市之间合理流动,避免入境旅游流过于集中在某些城市;旅游城市应了解其在全国入境旅游流网络中的位置,一方面应积极地与核心城市建立良好的入境旅游关系,另一方面应争取进入旅游城市组合,联合开发旅游产品,共同开展市场营销。     

基于潜在语义信息的城市功能区识别————广州市浮动车GPS时空数据挖掘

随着中国城市化进程的不断推进和深入,城市内部空间结构正发生不断的变化.城市内部形成的不同功能区标识研究,对城市结构理论以及政策制定,资源配置等方面具有非常重要的意义.这些不同的功能区包括住宅区,工业区,教育区以及办公区等.本文以大数据为依托,重点研究城市功能区的特点和分布状态,选取广州市6个区为样本,以最新道路网络为分割依据把研究样本分为439个区域.对历时一周的海量浮动车(GPS)数据以及兴趣点数据采用时空语义挖掘方法,建立潜在的狄利克雷模型(LDA)以及狄利克雷多项式回归模型(DMR);通过OPTICS聚类方法对不同模型的结果进行聚类,进而利用POI类别密度,居民出行特征等方法进行分区结果识别.同时,参考百度地图的地理信息,将研究得到的广州市功能分区结果与广州市城镇用地现状图,居民日常出行特征进行对比验证分析.研究表明,该方法基本能识别出具明显特征的城市功能区,如成熟居住区,科教文化区,商业娱乐区,开发区等.识别出的广州市不同类型的功能区呈现了以居住区和商业区为主导,其他类型功能区围绕其展开的特点.研究证明,利用大规模,高质量的个体时空数据开展人们移动行为和日常活动组织及社会空间的研究,能从一个新的视角揭示城市功能区的形成及其机制.     

石家庄市远郊村COVID-19传播网络解构及其流行病学解释

2021年1月石家庄市远郊村疫情是中国首次爆发于农村地区的COVID-19公共卫生紧急事件。依据941例确诊病例确诊前14 d个体移动轨迹,以传播网络结构性分析和流行病传播动力学分析为手段,对比大城市城区,拟从疫点形成、输出形式、热区扩缩三方面解构农村地区COVID-19传播网络。结论如下：(1)疫点数量和类型较多。快速城市化背景下与中心城市同时并发形成新疫点;社区活跃度较高导致共同暴露疫点形成;短距离“钟摆移动”加大了个体移动轨迹交叉密度,进而增加了临时暴露疫点形成的风险。(2)具有显著的个体-个体接触传染特性以及上下游输出关系链特性,家族聚集性以及家族高代次输出是二次输出现象产生的主要原因。(3)有症状确诊病例延迟决策就医致使其隐匿时间较长相对危险度较高,导致网络热区范围和扩缩时间跨度增加。基此,本文提出机场邻近区域防控扩展、潜在疫点溢出人员延长管理、风险缓冲隔离区合理划设3点建议。散发公共卫生紧急事件传播网络研究是一种有益探索,将为提高农村地区公共卫生网络韧性提供依据。     

“空中大通道”航空流网络结构化解析——以京昆、广兰和沪兰大通道为例

拟搭建一个航空流网络结构化解析的方法论框架并应用于京昆、广兰和沪兰大通道,旨在查找航空流运行关键制约因素。研究发现：(1)“空中大通道”途中航空流延误吸收明显,这主要源于飞行路径分化和航空流调整。(2)“空中大通道”建设使以往共享航段/活动范围设置发生较大改变,空中过流能力得到显著加强,途中航空流已具有灵活空域使用特性。但是不同大通道整体航空流运行性能也呈现个性化差异。(3)广兰大通道具有最为典型的空域均衡使用特征,京昆大通道日内高密度空域位置及范围较为固定而广兰和沪兰大通道则分别呈现范围多变和范围递减特征,在有限空域容量条件下即造成拥堵时段和持续时间的差异,航空流参与量及其稳定性、上/下行飞行路径汇聚等在其中共同发挥重要作用。     

基于手机信令数据的机场航空旅客分类识别研究——以石家庄正定国际机场为例

传统航空旅客出行行为研究存在样本量少、时效性差、行为轨迹不连续等问题。该文以石家庄正定国际机场为例,根据航空旅客手机信令数据的当日组合特征,构建航空旅客分类识别规则,并利用河北联通2018年7月2日-15日的手机信令数据对航空旅客进行分类和验证。结果表明:利用该规则识别出的航空旅客数量精度约为82.76%;在11小类航空旅客中,出港去省外且当日不返回旅客、省外进港且当日不出港旅客、省外进港且飞往省外的中转旅客分别约占航空旅客总数量的48.87%、30.88%和13.61%,其他类型航空旅客占比较小(6.64%)。该研究为后续利用手机信令数据追溯航空旅客出行轨迹、刻画机场腹地的时空变化特征、优化机场与腹地之间公共资源配置奠定了基础。     

基于航线数据的城市跨区域发展研究——以郑州市为例

基于中国内地城市航线数据及现有的城市间网络关系和城市群落分布特点,根据相关系数阐述航线密度、航线连接度、运输能力、活力指数等因子的内涵及关系,对城市跨区域发展进行分析,丰富以中心城市为核心向周围辐射的城市群的发展模式并优化城市发展格局。此外,研究利用可视手段直观展现地理空间现象,以郑州市为例进行验证。结果表明:(1)城市间距离与航线密度不相关,利用航线数据研究城市跨区域发展是合理的;(2)东西部地区发展水平存在差距,通过城市跨区域发展,推动西部地区发展,弥补城市群结构的不足,实现优劣互补;(3)城市跨区域发展配合时间因素,能在时空关联角度上辅助城市规划。     

人类活动轨迹的分类、模式和应用研究综述

各种传感器的应用与发展,如车载GPS、手机、公交卡、银行卡等,记录了人类的活动轨迹。这些海量的人类活动轨迹数据中蕴含着人类行为的时空分布模式。通过对这些轨迹的研究可以挖掘个体轨迹模式,理解人类动力学特征,进而为对轨迹预测、城市规划、交通监测等提供支持。因此,研究各类传感器记录的人类活动轨迹数据成为当前的研究热点。本文对人类活动轨迹的获取与表达方式进行剖析,并将人类的活动轨迹按照采样方式和驱动因素的不同分为基于时间间隔采样、基于位置采样和基于事件触发采样等3类轨迹数据。由于各类轨迹数据均由起始点、锚点和一般节点等构成,因而将轨迹模式挖掘的研究按照锚点、出行范围、形状模式、OD流模式、时间模式等进行组织,研究成果揭示人类活动轨迹在时间、空间的从聚模式、周期性等特点。在此基础上,将人类活动轨迹在城市研究中的应用,按照用户轨迹预测、城市动态景观、城市交通模拟与监控、城市功能单元识别以及城市中其他方面的研究应用进行系统综述,认为人类活动模式挖掘是城市规划、城市交通、公共安全等方面应用的基础。     

基于数据场的出租车轨迹热点区域探测方法

利用空间聚集模式探测方法可以从出租车轨迹中挖掘城市热点区域,从而为城市规划和交通管理提供支持。数据场借鉴物理学中场的理论,通过定量化计算数据对象间的相互作用,可分析空间数据的聚集模式。针对轨迹数据的特点,该文提出了一种利用数据场势值阈值法探测轨迹点的聚集模式,从而提取城市热点区域的方法。该方法首先在轨迹空间上划分网格,将轨迹点映射在网格中,并利用数据场势函数计算各网格单元的势值,然后利用单一阈值或多阈值分割法提取城市热点区域。以武汉市的出租车轨迹为例进行实验,利用单峰直方图阈值法进行高势值区域筛选,得到轨迹聚集区域,从而提取城市热点区域。且通过武汉市节假日与非节假日多时段的提取结果的对比分析,得到城市热点区域的时空分布模式。进一步研究将该文方法扩展到时空聚集模式探测,以多角度分析城市热点的时空动态变化。     

国土空间规划下县级绿色基础设施网络构建——以河南省周口市川汇区为例

绿色基础设施(GI)可以提高城市景观的丰富度与完整度,有效提升人们的生活质量。基于国土空间规划县级视角,以河南省周口市川汇区为例,运用形态学空间格局分析识别绿色基础设施要素现状,依据景观连通性对GI网络中心分级,采用最小累积阻力模型与重力模型分别构建廊道和廊道分级。结果表明：(1)GI网络中心分布在研究区西北部和中南部,研究区内建成区是需要重点进行生态修复的区域。(2)GI廊道主要土地类型为林地与耕地,需要重点对林地进行优先保护。(3)根据重力模型将廊道进行分级,得到一级廊道总计12条,全部分布在研究区西北部。(4)在GI网络优化上,新增3个GI网络中心,并模拟出10条GI廊道;在踏脚石建设中,共提取60个,并将其进行分级;在生态断裂点修复时,共识别出152个。研究结果可为绿色基础设施网络规划建设提供依据。     

都市郊区社会——生态系统脆弱性时空演变特征及其流要素影响研究

流要素不仅是乡村脆弱性时空分化和重组的重要力量,也愈发成为研究都市城郊乡村重构的重要视角。论文通过构建“敏感性—适应能力”的社会—生态系统脆弱性评价指标体系,采用序排列多边形面积法、时空探索分析、固定效应空间误差模型等方法分析了1998—2018年上海市青浦区184个行政村的脆弱性时空演变特征及人口流、资金流、商贸流的流量度和流向度对脆弱性的影响。结果表明：(1)青浦区社会—生态系统脆弱性指数由0.521增长至0.622,脆弱性等级由中低等脆弱提升至中等脆弱;时空格局呈“先增后降波动式”和“东高西低团聚式”的动态特征。(2)青浦区社会—生态系统脆弱性时间路径移动相对长度由“中部区域向四周逐渐递减”,脆弱性时间路径移动弯曲度较小且呈现“南北部高、中部低”的空间格局;脆弱性时空跃迁的流动指数为0.509,空间集聚结构存在相对较高的转移活性。(3)人口流是提升脆弱性的主导因素,其影响系数为0.022,而资金流和商贸流成为降低脆弱性的关键;流要素的流出度对脆弱性的影响总体上高于流入度,人口流出度对脆弱性增长最显著,影响系数为0.018,而资金流入度的降低脆弱性能力最显著,影响系数为-0.009...     

入境旅游流与航空运输网络协同演化及差异分析——以西南地区为例

区域入境旅游流与航空运输网络协同演化规律及差异是值得研究的问题。文章探讨了入境旅游流与航空运输网络空间演化的协同关系和动力机制,并利用相关分析、回归分析和重心模型,从入境旅游流和航空运输网络的客流关联度、空间结构、网络结点连接强度等层面,对1999～2009年西南地区入境旅游流与航空运输网络的协同演化规律及差异性进行深入分析。结果显示:(1)西南地区入境旅游流与航空客流之间具有显著的相关关系,互动效应明显,但入境旅游流对航空客流的促进作用更强;(2)入境旅游流和航空客流的空间结构变动特征和趋势表现出较高的一致性;(3)入境旅游流和航空运输网络中的结点连接强度存在着较强的耦合性,其耦合程度受到了其它交通运输方式的影响;(4)西南6省区中仅有西藏的入境旅游流流量与航空客流量相关关系不显著,而其他5省区则较显著,但区域内部也存在较大差异。     

基于移动定位的行为数据采集与地理应用研究

微观个体行为的研究是人文地理学者解释人文地理现象的重要视角,而个体时空数据的获取是制约行为研究的重要瓶颈之一。随着手机的普及,移动定位服务为个体时空数据的获取提供了新的技术手段。通过与人口普查、交通调查等传统移动性数据获取方法的比较,基于移动定位的时空行为数据所具有特点包括:(1)采集个体位置和移动信息真实;(2)定位精度高、信号覆盖广;(3)可持续实时动态获取移动信息;(4)可减少行为数据编码过程的信息损失,适合大规模采集。详细介绍了基于移动通信网络和手机终端的移动定位技术原理,并通过微观个体行为分析和宏观城市动态空间规划的两个典型案例,实证基于移动定位的时空行为数据在城市规划等领域的可行性和适用性。移动定位方法显示出了巨大的技术优势和应用前景,但一些重要的基础性问题仍没有解决,特别是个人的隐私保护和移动定位的地理尺度问题。现有的研究成果表明,基于移动定位数据的地理应用仍处在试验和探索阶段,新的数据获取协议、数据分析方法、地理时空模式提取方法等研究亟待展开。