交通运行指数的研究与应用综述

为了量化研究交通拥堵的特性,已提出多种不同的交通运行指数(TPI)模型,并在部分城市中得到了应用。分析了现有交通运行指数模型的机理、特征和主要参数。将现有模型分为2类:基于统计的宏观静态运行指数模型和基于实时数据的动态运行指数模型。其中,动态运行指数模型包括基于严重拥堵里程比的指数模型和基于出行时间比的指数模型。以北京市浮动车数据为基础,应用动态运行指数模型测算交通指数,对比分析了2种动态指数模型的一致性、差异性和敏感性。      

Model of Relation between Urban Transportation Development and Macroscopic Road Network Operation in Beijing

在对北京城市交通发展水平统计分析的基础上,提出了城市交通发展水平指标选取的原则,从社会发展、交通供给和交通需求3个方面构建了由16个指标组成的城市交通发展水平综合评价指标体系,并提出了基于路网拥堵指数和骨干网高峰小时运行速度的宏观路网运行状态评价指标体系.通过对2003 -2010年北京市实际数据的搜集和指标处理,确定了关系模型的输入指标,利用偏最小二乘方法建立城市交通发展水平与路网运行状态关系模型,并利用现有数据对模型进行验证,验证结果表明:模型精度在10％以内,能较好地满足实际应用需求.关系模型能为北京市未来城市交通发展决策和交通发展战略提供重要支撑.     

居民全日出行方式选择动态模型研究

为改进现有交通方式选择模型,提高交通方式预测模型精度,基于出行链建立了居民全日出行方式选择动态模型。从居民出行方式选择机理分析入手,确立出行方式选择动态影响因素,在多项Logit模型（MNL模型）的基础上建立了方式选择动态模型。模型中增加了2类动态影响因素,即先前出行方式选择结果对后面出行方式选择的影响和主链的出行方式选择结果对子链出行方式选择的影响。最后以安徽省淮北市为例对模型进行了实例分析。结果表明：所建立的动态模型的优度比和预测准确率较基于单次出行效用的MNL模型有较大提高,变量在模型中的意义符合中国国情,模型可服务于城市交通规划和交通政策制定。     

普通公路路段交通运行状态评价方法

选取平均行程车速和密度比作为交通运行状态评价指标,基于对重庆市26条国省道116个交调点检测基础数据交通分布特性的长期分析,建立了地点车速与行程车速拥堵情况下的计算模型,基于车头间距和车流量建立了密度比计算模型,同时根据评分分级试验确定了指标合理分级阈值。基于逻辑规则建立了以行程车速指标和密度比指标为评价指标的综合评价模型,找出了适用于我国普通公路运行状态的评价方法。通过对重庆市26条普通公路实际运行状况与模型判断结果进行验证分析,证明了模型具有较好的适应性。     

路网运行管理系统的数据协同与应用研究

互联网+、大数据、云计算、移动互联和人工智能等新技术的发展及应用,加快了我国交通信息化的发展。本文基于贵州省交通云的路网运行管理系统,研究了路网运行中跨部门、跨行业和跨区域数据的协同与应用,构建了以多源数据采集、数据汇聚共享、数据建模应用为核心的整体策略,重点研究基础指标分析、事件生成和事件评估处理的三级数据建模体系架构,并以路段拥堵模型为例对本文数据协同与应用的实现作了分析。     

动态交通信息应用实践——以深圳市为例

交通规划研究需要大量的交通数据支持,传统交通数据通过人工问卷和调查获得,特点是调查周期长、成本高、数据质量难以控制.随着信息化快速发展,结合智能交通采集的动态交通数据将是未来交通规划决策支持的重要领域.根据动态交通信息在深圳的轨道客流预测、常规公交模型、道路运行评估、主动交通管理等领域的应用实践,表明动态交通信息引入,将有效提高交通规划决策水平.      

城市群内高速公路交通运行动态风险评估模型

本文以江西省境内某段高速公路作为研究对象,研究了高速公路交通运行动态风险评估模型。以最能表征交通运行特性的交通流参数作为模型的输入参数,以事故风险作为模型输出。分别选择事故发生前0~5min、0~15min和0~30min3个时间段内的数据进行事故风险分析,并给出风险值的定义方法。通过利用自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS),分别建立了不同数据选择情况下的交通运行动态风险评估模型。分析结果表明:选择事故发生前0~30min及对照组0~30min内的数据进行动态风险评估建模,所得的模型误差最小,约0.30,模型的事故预测准确率能达到65%左右。本研究可应用于实时的城市群内高速公路交通运行动态风险监测,并能很方便地对可能发生的事故进行预测。     

船舶航行交通事件实时检测技术研究现状与展望

船舶航行交通事件检测依赖基于历史数据的离线检测方法, 检测模型适用性差, 难以满足监管人员的实时监测需求。通过分析船舶异常行为检测、航行事故检测等现有交通事件检测技术, 可以发现: 在数据层面, 监测数据来源单一、环境信息缺失; 在方法层面, 基于统计、风险评估等经典模型的事件监测方法效率高但准确性低, 基于神经网络、图像识别等机器学习的检测方法准确性高但效率低; 多源数据融合、多项技术结合的交通事件检测方法成为实时检测方法的发展趋势。在此基础上, 梳理了实时船舶航行交通事件检测的3项关键技术: (1)海事大数据技术: 高效处理船舶运动数据和航行环境数据, 统一多源异构数据结构标准, 降低数据源单一造成的事件误报率; (2)船舶行为动态建模技术: 利用知识图谱等技术融合船舶航行情境信息, 在不同船舶运动环境下利用深度学习、语义关联、图神经网络等方法构建不同的船舶行为模型, 提高检测准确性; (3)实时分析和可视化技术: 结合平行系统进行虚实系统间信息传递, 定性分析检测结果, 实时显示检测全过程, 提升监管过程中的人机交互效率。然后, 提出了包括数据采集、后台服务和客户端应用3个功能模块的交通事件平行检测系统; 该系统具备实时接收并处理船舶航行数据、分析并预测交通状态、动态检测并预警交通事件和仿真结果展示等功能。从数据融合、交通状态感知和交通虚实映射3个方面, 展望了面向海事监测实务的实时检测技术发展方向。      

基于多因素的交通指数回归分析短时预测研究

着重研究基于多种影响因素的交通指数短时预测模型与方法;在分析城市道路网交通指数相关概念及作用的基础上,确定了交通指数历史基础数据的预处理方法和基于天气、工作日等因素并综合运用实时数据的短时交通指数预测思路,最后以广州市越秀区为实例阐明了预测模型及方法的应用过程与结果。     

Method of Dynamic Vehicle Conversion Factors Based on Traffic Flow Characteristic Analysis

道路运行车辆在不同交通运行状态下所占有的道路时空资源的物理意义不同,为了科学反映其动态特性,吸取了传统交通流理论的学术思想,选择交通密集度作为车型换算系数的计算标准,综合分析了不同交通流运行状态下车辆占有车道空间问题,从交通流特性分析入手,定性分析车型对交通流量-密集度的影响,提出了不同车型相对应的影响系数计算方法,进而建立基于需求安全距离的动态车辆换算系数定量模型.通过数据验证和试验对比分析结果显示,动态车辆换算系数更好地反映了交通流运行中的速度-流量关系和动态特性.     

道路交通安全分析与评价方法综述

道路交通安全分析与评价贯穿道路设计、运营及施工养护全过程，不同阶段和运行特点的道路交通安全分析与评价的目标和内容不尽相同，因此，需根据具体情况选择针对性的交通安全分析与评价方法。为了明确各种道路安全分析与评价方法的特点和适用情形，调研交通事故统计分析、运行速度分析、交通冲突分析以及驾驶行为分析4种典型道路交通安全评价方法，从数据采集、特征指标、方法建模及实践应用等方面综述不同评价方法的特点和适用情形，并总结不同方法的发展趋势。文献分析表明：基于交通事故统计和运行速度分析的道路交通安全分析与评价方法已形成较为成熟的理论模型，并应用于道路交通安全评价；然而，基于交通冲突和驾驶行为的安全评价方法仍存在数据来源和指标一致性等问题。道路交通事故评价方法在数据共享平台建设、数据完整性、数据时空相关性和数据潜在特征分析等方面还存在诸多有待深入研究的问题；运行速度分析方法在精细数据获取、模型开发与标定和零碰撞路段可靠性阈值筛选等方面尚需要持续深入研究；交通冲突分析方法在冲突样本量估计、动态交通冲突估计模型构建、交通冲突判别指标筛选以及驾驶人因对交通冲突建模影响方面也存在尚未解决的问题；驾驶行为分析方法...     

基于公交IC卡数据的区域公交压力指数研究

公共交通系统在运行中产生的IC卡刷卡及车辆运行GPS数据为量化描述区域公交系统的压力提供了数据支持。基于公交系统在运行中产生的大量的GPS数据和IC卡刷卡数据,选取了包括满载率、停靠时间、单位时间内的进、出站量和地铁剩余运能等压力模型的评价指标,基于加权平均理论建立了地面公交及地铁压力指数模型;根据公交及地铁站点的等级及登降量因素提出了不同类型站点的权重系数阈值;取地面公交和地铁站压力均值建立了区域公交运行压力模型,并划分了压力分级体系。最后以北京市的国贸和东单区域为例进行了压力指数的计算,分析了两区域压力指数差异的时间及空间原因,并提取2个区域的实际公交登降量数据对压力指数进行了验证,证明该压力指数模型能够有效反映公交系统的运行压力。     

交通信息质量标准评测模型

为提高交通信息服务的质量评测能力,对现有交通信息质量评测模型进行了比较分析,提出了基于旅行时间的交通信息数据质量评测模型。结合实测数据,对该模型以及其他模型的评价指标进行了分析,提出了这些标准相关的使用准则,以及质量改进方法与建议。     

基于点、线、面层次的公路网交通运行状态评价

由于公路网是由点成线、由线成面的统一体,为了更准确地分析和改善公路网运行状态,加强公路节点、路段、路网评价之间的联系,便于确定交通拥堵产生根由并有效采取措施,建立了一种基于点、线、面层次的公路网交通运行状态的综合评价方法。在基本单元划分和指标选取方面,以交叉口、互通式立交、收费站和基本路段作为基本单元,结合交通流理论,综合考虑各基本单元的特点,分别选取对应的评价指标,以极小型指标评价法为基本原理,构建基本单元交通综合运行指数评价模型,并确定相应的分级阈值。在交通运行状态评价方面,依托专家经验的主成分分析与客观的交通量统计调查相结合的方法确定各基本评价单元的权重向量,从而构建路段运行评价模型并给出评价分级阈值,再以各等级道路拥堵程度和路网客、货运量,分别构建路网赋权矩阵或向量,从而获得路网交通综合运行指数模型并确定评价分级阈值。最后结合算例说明该评价方法的具体操作过程,通过获取的各项基本数据,从点层过渡至线层再至面层,依次计算各层交通运行指数,确定各基本单元、路段、路网分别对应的交通运行状态。研究结果表明：不同层面之间的交通运行状态存在一定的联系,不同节点和基本路段处的运行指数差异较大,路线运行指数差别也较大,从而影响路网最终的运行状态,因此,可以通过逐级评价确定交通拥堵症结所在,有针对性地采取相关改善措施。     

基于满意控制的动态交通分配模型研究

城市交通意外事件易诱发局部交通路网拥堵,为防止交通状况恶化,需采取相应的交通控制、诱导手段。针对交通意外事件造成城市交通路网运行状态突变的现象,从用户平衡原理出发,提出了基于满意控制理论的动态交通分配模型。该模型不仅考虑了动态交通分配过程中各种常规的要求(目标、约束),还考虑了动态交通分配的易操作性和交通流控制、疏导过程中的安全性。通过该模型可寻找易于求解及实现的满意解,快速、平稳地实现区域内交通流的正常运行。算例表明该模型及其算法能够快速获得满意解,有效地解决交通状况突变情况下的动态交通分配问题。     

高速公路改扩建安全交通组织研究

为了实现高速公路改扩建期间的安全交通组织,解决施工期间的交通流转移将会造成高速公路通行效率低以及交通安全等难题,以理论结合实际项目的观念,依托江西省某高速公路改扩建项目工程,根据高速改扩建期间交通组织的现状分析了安全交通组织的必要性。基于高速公路改扩建期间的交通指标数据,科学合理的构建高速公路改扩建期间交通组织安全性综合评价指标体系,并综合分析确定交通运行安全等级;改进动力学模型增加安全评价等级参数,得到新的参数模型,并根据高速公路改扩建期间车辆的综合运行指标数据计算安全减速距离;最后,基于安全减速距离利用VISSIM软件输出车辆延误事件,根据VISSIM运行轨迹利用SSAM软件输出交通冲突,来进一步确定车辆的减速区间。综上,建立了高速公路改扩建期间交通安全评价模型体系,采用"指标定量+综合打分法"确定指标权重,基于评价后的安全等级,优化了现有动力学模型,利用软件进一步确定提高通行效率的减速距离,保障车辆减速阶段的转向合流,保障道路交通组织的安全,实现道路施工期间的顺畅通行。研究表明:交通组织模型结构首先在宏观层面确定大交通环境下高速公路运行的风险等级,然后微观分析改扩建期间节点交通组织的安全及通行效率,对现状高速公路改扩建期间的交通组织具有一定的指导意义。     

路段交通事故多发点的冲突判定方法

在总结现有方法的基础上，通过分析比较，建立了一种基于交通冲突技术的路段交通事故多发点判定方法，并应用郑州黄河公路大桥的冲突观测数据验证了模型的有效性。     

港区出入口客货专用闸口优化管理研究

闸口是港区集疏运交通的咽喉,闸口交通运行状况的好坏直接影响着港区出入口交通的运行效率,以闸口延误与交通冲突次数为交通运行效率和安全评价指标,确定仿真参数,设计仿真模型并进行仿真实验现行的客货混行闸口和客货专用闸口设计及动态管理因素下的延误及冲突数据。结果表明:与普通的客货混行闸口相比,取交通流量阈值较小时,运用客货专用闸口设计并实施动态管理的仿真模型延误和交通冲突次数都有着明显的优化,是一种有效且可行的方法。最后基于实验结论提出港区闸口的布置形式进行优化设计和动态管理的措施。     

基于DSRC与点检测器数据融合的实时交通状态表达方法

为了更好地实时估计和预测高速公路的交通运行状态,提升出行信息服务水平,基于高速公路网现有的DSRC检测器数据和点检测器数据,构建了一种基于卡尔曼滤波的实时数据融合方法。首先,在DSRC数据分析的基础上,提出了DSRC数据预处理的方法,包括检测器间距的计算,异常数据剔除,数据匹配方法等;其次,结合DSRC数据及点检测器的数据特征,给出路段的划分方法,在此基础上,构建了基于卡尔曼滤波的实时DSRC数据与点检测器数据的融合模型;最后,通过北京某高速公路上实测的DSRC数据与微波数据对提出的数据融合模型进行了验证。研究结果表明,DSRC数据和点检测器数据实时融合后的结果能更准确地表征子路段实时的交通运行状态,提高了DSRC数据空间表达的实时性,改进了点检测器数据的局部有效性的特点。     

基于手机应用软件测算OD数据的区域交通需求预测

随着QQ、微信、支付宝为代表的手机应用在线上和线下各领域的推广和普及,基于位置的服务数据在获取和分析人口出行信息等方面不断体现出很好的应用前景。为探究手机应用软件测算的OD交通量在预测区域交通需求中的可行性,基于腾讯提供的OD交通量数据,以京津冀城市群为例,对城市群日均交通出行量进行了测算和分析。测算方法以传统的交通分配四阶段法为基础,通过设定交通小区划分标准、选取小区质心点、建立路段阻抗计算模型及流量转换模型,在交通规划软件中实现了京津冀城市群主要公路网交通流量的分配。为验证流量分配结果,研究选取了8条代表线路的流量分配结果与2016年实测的交通调查数据进行了比较。结果表明:观测流量与分配流量的误差率在可接受范围内波动,且两者具有很好的线性相关性,可决系数为0.95,从而验证了利用手机多源位置数据进行交通需求预测的可行性。对此类数据在大区域交通规划、出行需求预测、多方式交通组合优化、运行分析方面提出了进一步的应用建议。