交通地理與網路科學/可讀性
可讀性是一種與易讀性、清晰度和易識別性相關的視覺品質。雖然“可讀性”的正式定義在印刷術中用於描述讀者識別文字中單個字元的難易程度，但它也是城市設計中一個理想的特徵。在凱文·林奇的《城市意象》[1]中，可讀性被定義為“其[城市景觀]各部分能夠被識別並組織成一個連貫模式的難易程度”。對於交通網路而言，可讀性是一個重要的設計方面，因為它決定了網路如何被其使用者感知。可讀性影響著網路在地圖呈現上的排列，甚至在設計階段某些部分的物理佈局。
在《城市意象》[1]一書中，城市景觀被劃分為五個要素：路徑、邊緣、區域、節點和地標。它們是人們構建城市“心理地圖”（網路感知）的基本組成部分。路徑代表可訪問的交通網路連線；邊緣是分隔不同活動區域的邊界；區域是具有不同特徵的區域/地區，通常與土地利用有關；節點是交通系統的一部分的交叉路口或樞紐；地標是眾所周知的場所，通常用於導航或作為參考點。在城市規劃的背景下，可讀性反映了人們根據心理地圖記住這些要素並透過城市導航的難易程度。對於交通網路來說，路徑和節點尤其重要，因為空間是為交通目的而分配的，但在某些情況下，其他要素也至關重要。
可讀性的視覺品質通常與意象性（或明顯性）相關聯，因為當網路清晰易懂時，城市變得更加“生動”和令人難忘。例如，街道名稱是如何編號的，以便它們的空間關係變得容易記住。街道編號合理需要道路佈局清晰。一個相關的公共交通應用是，公交車站通常使用與街道相同的名稱，以便人們可以輕鬆地將公交路線與道路系統聯絡起來。然而，意象性可能與可讀性相矛盾，因為太多令人難忘的元素會導致網路複雜性的增加，從而降低系統可讀性。
製圖學是製作地圖的研究和實踐。它在可讀性的討論中特別相關，因為地圖是最常見的網路視覺化工具之一。可讀性是概括問題的一部分，而概括問題是製圖學中的一個基本問題。需要在準確性和簡潔性之間取得平衡，以便有效地傳遞資訊。這裡討論了不同型別的地圖及其示例，以說明它們如何影響網路可讀性。
地圖可以根據其呈現風格分為地形圖或拓撲圖。簡而言之，地形圖保留了大部分地理資訊，通常使用等高線來表示地形的起伏。可以使用地圖比例尺計算地理距離，網路佈局與現實相似。另一方面，拓撲圖省略了大部分地理資訊，如距離、佈局和方向。地圖元素得到了更好的對齊和排列，因此地圖通常具有更高水平的可讀性。如今，大多數公共交通網路示意圖都採用拓撲風格繪製，遵循倫敦地鐵建立的慣例，倫敦地鐵在其早期就從地形圖表示轉向了拓撲圖。
倫敦地鐵（也稱為地鐵）是最早的地下客運鐵路系統，於 1863 年開通。最初的官方網路地圖是地形圖，其中地下鐵路基礎設施疊加在街道地圖上。隨著網路多年來的擴充套件，地圖格式導致可讀性差。1926 年，地圖設計師弗雷德·斯廷吉莫爾設計了一張新的網路地圖，去除了大部分地表特徵，減少了一些曲率，並使用了規則的站間距離。1931 年，工程師哈里·貝克利用他在電路方面的專業知識，將鐵路路線重新對齊為正交線或對角線。[2]貝克的修改已被許多公共交通機構廣泛採用，拓撲圖已成為現代（公共交通）網路地圖表示的標準。
拓撲圖通常比地形圖更易讀，尤其是在顯示具有許多路線和重疊的大型網路時。它還允許地圖設計人員在如何表達網路佈局和傳達必要的行程規劃資訊方面具有更大的靈活性。除了使用直線來表示路線/連結/邊緣外，倫敦地鐵地圖專家麥克斯韋爾·羅伯茨還嘗試了網路的圓形分佈，包括倫敦地鐵[3]、墨爾本和悉尼[4]。
隨著 3D 建模軟體和地理資訊系統 (GIS) 的發展，有一種趨勢是將傳統地圖轉換為其 3D 等效物，例如許多導航應用程式中的透視/街道級檢視。透過正確使用 3D 技術，可以顯著提高資訊量及其準確性，同時保持相同（甚至更高）的可讀性水平。
二維地圖和三維地圖之間的一個主要區別在於地標的呈現方式。傳統地圖可能使用不同的標記來強調地標，但如果沒有影像，很難識別有關其外觀或周圍環境的資訊。例如，如果在某個十字路口轉彎或在某棟建築物前過馬路的指示，如果該十字路口或建築物本身難以找到，那麼這樣的指示就沒有幫助。雖然圖形表示可能清晰易懂，但實際網路仍可能造成一些混淆。相比之下，三維地圖更能直觀地呈現地點和地標，使不同元素之間的空間關係變得清晰。在《城市意象》[1]中，凱文·林奇發現，隨著人們對城市越來越熟悉，他們會更多地依賴城市的標誌性建築進行導航，而不是路徑或區域。這與意象性和構建心理地圖所需的時間有關。這意味著三維地圖可以透過比傳統二維地圖更頻繁地引入地標來加速心理地圖的構建。
本質上，三維地圖能夠顯示額外的維度（即高程）。對於現代的多層基礎設施來說，這是一個重要的功能，使用者可能需要在不同樓層之間穿梭才能使用交通服務。它也使得整合多模式交通地圖變得更加方便，因為不同的交通方式可能在不同的高程執行（例如地鐵、道路系統和飛機）。三維地圖在顯示方向方面也更有優勢。雖然紙質地圖通常參照北極，但三維地圖可以參考周圍的建築物或其他物體來指示方向，從而避免了使用方位角的必要。
可讀性工具用於分解網路，以便在地圖上僅顯示網路的某些部分，從而提高可讀性。新加坡的捷運（MRT）系統可以作為路線圖/示意圖討論的一個案例研究。捷運列車配備了SMRT主動路線地圖資訊系統（STARiS），這是一個由LED指示燈組成的路線資訊指示系統（SMRT是服務運營商）。雖然網路有5條線路在運營，但每列火車上的STARiS僅顯示當前路線上的車站資訊。這些指示燈顯示當前列車的下一站和可能的終點站。路線圖可以將複雜的網路簡化為幾條感興趣的線路，並透過僅保留最基本的資訊來提高可讀性。
然而，存在過度簡化和提供不足以進行決策的資訊的風險。STARiS 2.0是所討論系統的較新版本，因其缺乏美觀性和糟糕的系統設計而受到批評[5]。其中一個問題是，新的數字螢幕只顯示接下來的五個站點，而不是像原始STARiS那樣顯示整個路線。這會導致使用者感到沮喪和不耐煩，因為如果使用者不熟悉路線或換乘資訊，則需要至少每五站關注一次顯示的資訊。另一個問題是在STARiS 2.0上不一致地使用地形圖，而不是在其他地方使用的拓撲表示。
一項關於巴黎地鐵主觀和客觀地圖可用性的研究[6]對八線型設計原則提出了挑戰，該原則被圖形設計師和網路地圖製作者廣泛採用。該研究小組進行了幾項涉及120名參與者的實驗，以評估巴黎地鐵官方地圖和具有曲線路線的非官方版本的地圖可用性值。設計了不同的調查問題集來反映（感知到的）客觀指標，如規劃時間、行程時長和無效路線，以及主觀評價和整體期望。結果表明，全曲線地圖在規劃時間方面表現最佳，並且無效路線少於商業地鐵地圖。論點是，當方向變化頻繁時，八線型會導致大型網路的可讀性下降。 東京地鐵地圖 [7]是另一個例子，其中直線段會導致過度彎曲，與新的巴黎地鐵網路地圖相比，這會給新網路使用者帶來困惑。
交通網路在很大程度上依賴於路徑和節點的結構。因此，網路可讀性會影響這些元素的組織，並直接影響網路連通性。可讀性不僅是顯示（感知到的）連通性水平的工具，甚至可能成為反對它的論據。雖然向網路新增更多路徑可以提高其連通性，但也會增加其複雜性並降低可讀性。因此，網路規劃人員在主要設計目標是為交通網路提供連通性和可達性時，應意識到可讀性的要求。
由於交通系統中存在道路的層次結構，因此在地圖上反映這種層次結構以提高網路可讀性是合乎邏輯的。RMS分類地圖 [8]由道路與海事服務局（RMS）釋出，並使用不同的顏色程式碼來表示新南威爾士州的Auslink、區域道路和州級道路。另一個例子是明尼阿波利斯高頻網路地圖 [9]，由MetroTransit釋出。該地圖突出顯示了幾條公共交通路線（地鐵和公交車），其最大到達間隔為15分鐘。可以說，這些路線對於服務運營更為重要。透過消除關於等待時間較長的路線的資訊並簡化決策過程，網路變得更加清晰易懂。
良好的網路可讀性的主要優點之一是易於導航和尋路。這意味著網路可讀性，作為網路特徵或其呈現風格的質量，會顯著影響出行行為。學習速度是網路感知準確性的直接結果。網路使用者花費時間和精力學習交通網路系統，並藉助各種導航工具，例如地圖和GPS技術。可以透過研究使用者的決策過程和結果來定量評估此類工具的有效性。在某種程度上，如果要比較假設決策和觀察到的決策，則應考慮可讀性，因為它可能有助於解釋與網路中某些位置相關的不同學習速度，例如，某些隧道或高速公路匝道由於其在二維地圖上的可讀性差而可能未得到充分利用；可能有一大批遊客被宣傳更好的景點所吸引，並有一條標記出的路徑。
公共交通顧問賈裡特·沃克在他的著作《人文交通》[10]中，將可讀性與自由聯絡起來。這裡的可讀性指的是公共交通路線表示的清晰度，自由指的是網路使用者更改旅行計劃的能力。沃克認為，自由可以作為可讀性的結果而獲得，因為網路的有效利用和行程導航都基於對系統佈局的良好理解。他將可讀性概念化為兩個特徵
- “網路設計的簡單性，以便於解釋和記憶”；以及
- “在各種媒體中呈現的清晰度”。
在公共交通的背景下，可讀性的意義對於不同的使用者群體而言是不同的。對於主要在某些起點和終點對之間沿著固定路線旅行的通勤者（例如，家-工作場所或家-學校），可讀性在行程規劃和決策中並不是一個關鍵因素。然而，為了推廣公共交通並鼓勵人們前往許多不同的地點，需要一個易於識別和記憶的網路展示。清晰易懂的網路旨在最大限度地降低其佈局複雜性，並增強使用者對服務路線的感知。當考慮到網路的物理佈局不可避免地導致複雜性時，通常會實施可讀性工具和技術以實現可接受的可讀性水平。
郭湛和奈傑爾·H·M·威爾遜（2011）[11]對倫敦地鐵系統的換乘成本進行了研究。在這項研究中，可讀性是地鐵使用者體驗的一個因素（歸類於換乘環境和系統設計），並影響感知到的換乘成本，而傳統上換乘成本僅考慮等待時間。儘管這項研究缺乏換乘環境的定量相關係數，但它已證明其在換乘決策過程中的相關性。
- Reddit MapVsGeo提供了一系列動畫，展示了幾個不同城市的地鐵/輕軌線路的拓撲地圖與其實際地理形態之間的對比。
- Project Subway NYC是一個網站，釋出了紐約市地鐵站的3D建模地圖。
- 拓撲地圖中缺少哪些資訊？每種資訊如何影響使用者的決策？可能的後果是什麼，網路將如何受到影響？
- 為什麼大多數公共交通地圖採用拓撲示意圖的形式，而道路網路地圖卻很少採用這種形式？考慮與周圍環境和接入點的互動。
- 在什麼情況下，3D地圖比傳統的2D網路地圖更受歡迎？它主要取決於地圖上的網路規模還是其他任何網路特徵？
- ↑ a b c 凱文·林奇（1996）。《城市的意象》。劍橋：麻省理工學院出版社。
- ↑ 達裡恩·格雷厄姆-史密斯（2018）。地鐵線路圖的歷史
- ↑ 麥克斯韋爾·羅伯茨（2013）。地鐵線路圖的圓形設計
- ↑ 麥克斯韋爾·羅伯茨（2013）。悉尼和墨爾本的環形鐵路地圖
- ↑ 鄭裕翔（2017）。新加坡新的火車顯示屏存在嚴重的設計問題。我們可以從中學習什麼。Tech in Asia。
- ↑ 麥克斯韋爾·J·羅伯茨，伊麗莎白·J·牛頓，法比奧·D·拉加托拉，西蒙·休斯，梅根·C·哈斯勒（2013）。巴黎地鐵地圖可用性的客觀與主觀測量：調查傳統的八線形與全曲線示意圖。人機互動研究國際期刊。第71卷，第3期。第363-386頁。ISSN 1071-5819。
- ↑ 東京地鐵（2019）。東京地鐵英文地圖
- ↑ 道路與海事服務局（RMS）（2019）。RMS分類地圖
- ↑ 都會交通（MetroTransit）（2019）。明尼阿波利斯高頻網路地圖
- ↑ 賈裡特·沃克（2012）。《人文交通：關於公共交通的更清晰的思考如何豐富我們的社群和生活》。華盛頓特區：島嶼出版社。
- ↑ 郭湛和奈傑爾·H·M·威爾遜（2011）。評估公共交通系統中換乘不便的成本：倫敦地鐵案例研究。交通研究A部分：政策與實踐。第45卷，第2期。第91-104頁。ISSN 0965-8564。