機器學習 - PIX2PIX預測城市中的YouBike2.0佈點 Use PIX2PIX to help planning locations of YouBike2.0 station in the city

 


PIX2PIX預測城市中的捷運系統佈點
Using PIX2PIX to help planning locations of MRT station in the city





從台北市開放資料平台 [ https://data.taipei/ ] 瀏覽,可以找到「台北市捷運站的經緯座標中心」,以及數於台北市政府所規劃的一些大眾運輸站點資訊。


YouBike2.0的佈點與大眾捷運系統的出口位置有很大的關係,因為公共自行車系統設置目之一為彌補大眾捷運系統的覆蓋空缺,讓自行車取代步行到達目的地。為了近一步製作機器學習的資料集(data set),我以台北市捷運站的經緯座標中心」作為訓練資料製圖的中心點,然後同樣在開放資料平台抓「捷運站經緯度座標」。


遇到的問題是「台北市YOUBIKE 2.0站點座標」這筆資料內包含太多用不到的資訊,簡單來說就是一團亂,台北市政府所提供的平台沒有辦法選定特定幾個項目下載JSON格式,於是只能一整包抓下來,然後再用Grasshopper處理,抓出需要的資訊。


另一筆我引用的資料是「台北市YOUBIKE的借用紀錄」,運用這筆資料可以知道租借的起點跟終點,與使用時間。RHINO與Grasshopper的環境讓我可以將資料都視覺化,藉此建立使用強度的表現,屆時會疊在路網圖上,當作PIX2PIX學習的OUTPUT組。



於是我進行假設:

「未來的城市規劃就可以依照熱力圖的強度範圍,選擇設站的地點。」







因為YOUBIKE的佈點與駐要交通動線有很大的關係,所以使用鄭基立老師開發的OSMKIT套件去取得台北市的道路網絡圖


YOUBIKE在佈點的原則之一就是要彌補短程大眾接駁的缺口,覆蓋捷運與道路運輸沒辦法做的極短程,


以這點來說,台北市就是一個很好取DATASET的範本,因為它地域上屬於台灣、交通運輸發展相對成熟、且各種大眾運輸使用率高


對RHINO網格系統座標與經緯度座標的誤差做校正

準備機器學習訓練資料 Training Data Process


DATASET的取樣可以分成四種,盡力涵蓋在地圖上可能產生的取樣狀態。

  • 道路網圖
  • 道路網圖+捷運站點
  • 稀疏道路網(可能是城市偏僻區域)
  • 空圖



路網圖以及捷運的位置會成為訓練用的INPUT、也就是白色暈影的部分去表示捷運展這個因素的影響範圍

OUTPUT會加上目前YOUBIKE站點的分布、也就是綠色的部分,


未來的城市規劃就可以依照綠點的分布狀況,去對站點設置的位置做初步評估



第一輪我首先以500張dataset下去做訓練

第一輪 42000 steps / 500 samples





訓練的途中,發現模型給予的預測不盡理想,於是我更近一步取樣,鎖定忠孝東路沿線一帶,第二次做資料採集資料,針對具有成熟發展的大眾運輸網路的城市空間取樣,希望它往城市空間做功能特化。



測試機器學習模型 ML Model Test





台中市區的部分不知為何抓不到路網圖,因此我以其餘區域測試


從以上結論可以看到,PIX2PIX機器學習模型可以在某種程度上產生結果,但是針對更多元化的輸入,例如調整圖面的比例等等,都還是會造成無法預測的狀況。

不過若是在與訓練資料相同尺度下進行訓練,則可以產生據信度的預測結論。


End


留言