感官数据｜北京二环内，哪些街道的交通更安全

作者：万耀璘/清华大学土木工程系研究生； 邓铸/ 清华大学地球系统科学系研究生；王玲玉/ 清华大学地球系统科学系博士生；冯杰/清华大学电子工程系博士生。

在拥挤的城市中心区，一旦发生安全事故，往往会造成一系列事件，给人们生命财产带来损失。简·雅各布斯就曾说过，城市街道除了承载交通的功能以外，还是城市正常运转的基本要素。城市的街道及其人行道是城市的主要公共区域，对城市安全尤为重要。

对城市街道安全性的研究，涉及诸多学科。有哪些主要因素影响街道安全性？我们生活的城市街道安全性如何？我们尝试使用多源数据，对北京二环内的街道进行深入分析，对其安全性进行评分，找出影响街道安全性的主要因素。

北京二环内的中心城区，至今保留着明清时期外城、内城、宫城和皇城的传统格局。繁华的金融街、时尚的三里屯、人来人往的王府井……在这里历史与未来交融，包容着多元的活动和丰富的空间类型。我们的研究覆盖北京二环旧城区，研究数据主要包括近3万条路网数据（道路宽度、是否单行道、公交站点位置等属性），30万条新浪微博定位数据，地图兴趣点（POI），8000余张街景照片和出租车流量数据。

 影响道路安全的指标 

道路安全评价指标总体可分为人、车、道路几何条件和环境管理四大维度。但这四个维度只能对城市街道安全性进行总体评价，不能反映城市街道之间的差异性。为了从街道尺度上进行安全评分，我们在研究街道尺度时，就需要考虑两方面因素：各指标可量化为具体数值，以及多源数据可转换为街道级的数据。

结合前人研究，我们综合考虑了人-车、人-街道设计、人-步行环境的交互作用，从人、车、街道和环境四个维度，考虑以下具体指标：

a.人流量；

b.车流量；

c.街道设计（是否为单行道、道路分级情况、道路结构评分）；

d.环境管理（街道旁是否设置停车场、人行道占道情况评分、公交出行比例、街道业态丰富度）。

然后，进一步通过专家打分法，对这些指标进行验证、降维和赋权。

我们采用基于街景图片的人工标记方式，获取各条道路在道路结构物、人行道占道等方面的评分。道路采样点超过2000个，需要人工标记8000多张图片。每张图片的评分项有两方面：道路结构（包括“道路结构物设计”、“人行道和车行道划分”和“人行道设计”）；是否存在占道（包括“路边停车”和“人行道占道”）。

最终，我们确定北京二环内街道安全评价的指标有9项：人口密度、流量；机动车流量；是否单行道；公交出行比例；停车场设置；业态丰富度；道路结构；是否存在占道；道路分级。

基于经过筛选的数据，如何根据用户打分结果给各项指标分配权重？综合考虑，本研究采用均值/方差作为每项指标的最终打分，将各项指标的最终打分除以得分总和。一些负面因素与安全性是负相关，本研究将人口流量、机动车流量、停车场设置、业态丰富程度、存在占道行为等指标设为负面指标，也即评分越高道路越不安全，其权重用负号表示。最终得到各项指标权重如下图。

各项指标权重

我们结合多源数据，对各项指标进行定量处理，并通过归一化处理，消除原始数据量纲的影响，使用ArcMap软件进行叠加分析，最终计算出北京市二环区域各街道安全评分。

 哪里交通更安全 

各指标空间分布

人流量

人流量大的区域主要集中在西单和中心城区东部。在鼓楼片区、南锣鼓巷、雍和宫、灯市口片区、三里屯、工体、前门、建国门和西单的人流量也是比较大的。这些片区都是著名旅游景点和商业区，人流量大、业态丰富、道路网密集。
车流量

城市主干道的车流量较大，特别是东西二环和北二环、前门大街、工人体育场东路、东直门外大街、朝阳门外大街、建外大街和一些道路交叉口。车流量大的道路多为交通性道路，生活性道路的车流量相比之下小很多，同时地块内部的车流量也不大。东单、西单属于商业中心，车流量也较大。在东直门和西直门两个区域的车流量大，因为是城市交通枢纽的关系。

公共交通

二环内的公共交通服务分布不均，南城较北城稀疏，东城和西城的分布也有区别。

停车场设置

停车场的设置会影响车流和人流，同时也与城市占道行为有强烈关联性。停车场设置密集的地方主要位于西直门、东直门、三里屯、工体片区；建国门片区、阜成门片区；东单、西单。但是在鼓楼片区、什刹海片区的停车场设置明显不足。对比该片区的人流量，结合现场调研的情况来看，该片区车辆占道停放的行为非常严重，也引起了行人借道机动车道等不安全行为的发生。

城市业态（POI）

将POI数据与微博定位数据对照，二者的总体趋势基本一致。从空间分布看，城东的POI活力高于城西，特别是三里屯、工体片区。街道的活力与功能密度的关系最密切，商业中心能在一定程度上提升周边的街道活力。街道活力一定程度上受到地铁口的影响，且道路等级越高、功能混合度越高，街道活力越低。北京二环内POI活力高的区域也主要在交通枢纽（东直门、西直门）、商业区（东单、西单）和功能混合（三里屯、工体片区）的地块。

根据我们的指标体系，将因子和系数相乘后叠加，计算出北京市二环内街道安全性评分，结果如下图所示。

北京市二环内街道安全性评分

总体来说，二环内的交通安全性较好，以前门大街为界，南城的安全性高于北城的安全性。安全性较低的片区主要在东直门、西直门、工体片区、朝阳门外大街和王府井片区。

从线性分布来看，安全性较低的路段主要为西二环至复兴门段、东二环至建国门段、东直门至农业展览馆、朝阳门至呼家楼段和三里屯至东大桥段。该路段都是交通性强的道路，周边用地属性复杂，功能混合度高。

从节点来看，安全性较低的节点主要为道路交叉口和交通换乘站。东直门交通枢纽、西直门交通枢纽和建国门（北京站）的安全性都比较低。

我们通过实证研究发现，车流量、道路横断面设计、公共交通站点的设置和城市管理对街道安全性影响颇为显著。具体如下：

车流量的大小与街道安全性呈正相关，特别在东直门、西直门和北京站等交通枢纽以及道路交叉口的安全性较低。在这些地区的人车流线相互干扰，人流量和车流量较大，安全事故发生的概率也相应增加。

有机动车、非机动车和人行道明确划分，道路构筑物完备的街道安全性较高。但是占道行为较为严重的地区，行人和车辆的行为会随之改变，道路安全性会因此下降。从鼓楼片区现场观察中证实了这一点。

公交站点的设置与城市活力有紧密联系，街道活力与街道安全性呈现负相关，在北京二环内的表现为东部较西部街道安全性低，北部较南部安全性低。

 如何设计安全的街道 

城市的交通枢纽、道路交叉口以及人车流量较大的地方容易出现安全事故。从空间设计角度，我们有以下建议：

1）如何合理规划人车流线是提高街道安全性的重要考虑因素。北京的东直门、西直门和北京站都是公共交通换乘站，建立明确完善的交通引导标志也可以分离人车流量，提高该片区安全性。

2）合理分配路权。城市主干道以东西二环为代表，机动车在道路的优先级别高，接入的路口少，道路相对封闭，车辆行驶速度较快。但是在道路交叉口的地方，必然有行人穿越马路，与机动车争用路面空间。这时就要引入路权或优先权来判断，并做出合适的路面空间布置，确定使用规则。信号灯的时长、安全岛的设置以及道路宽度等空间要素就需要人性化的考量。

3）加强城市的空间管理。人口密度大的区域，虽然空间设计一定程度上可以提高街道安全性，但如何加强城市管理，以引导人们的行为，则面对更多挑战。例如鼓楼片区和什刹海片区，本研究现场调研时发现，由于占道行为严重，行人空间受到强烈挤占，迫使行人选择不安全的非机动车行驶道通行，造成行人和非机动车的路权争夺。

更多时候，城市规划是描绘出理想的空间状态，设计如何实施则需要城市管理者的智慧。只有将规划蓝图转化成日常生活空间中的具体细节，城市才能有良好的人居环境。

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（本文改写自清华大学建筑学院2016年秋季学期研究生《大数据与城市规划》课程论文，指导教师为清华大学建筑学院龙瀛）