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交通信息与安全 2016年第3期34卷 1-9,26页

作者：王璐媛于雷孙建平宋国华北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室北京100044 德克萨斯南方大学科技学院休斯顿77004 北京交通发展研究中心北京100161

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... 详细信息

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。

关键词：城市交通交通运行指数拥堵评价动态运行指数模型模型对比

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基于大数据的多层级道路交通运行指数研究

基于大数据的多层级道路交通运行指数研究

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作者：刘倩重庆交通大学

学位级别：硕士

随着科技水平的提高、交通数据采集技术与手段的快速提升,交通管理部门、交通出行者等对城市交通拥堵问题的关注都上升了一个台阶,据此各研究机构争相开展交通运行指数的研究,用以对交通拥堵状态进行量化评价。但现有交通运行指数的研究... 详细信息

随着科技水平的提高、交通数据采集技术与手段的快速提升,交通管理部门、交通出行者等对城市交通拥堵问题的关注都上升了一个台阶,据此各研究机构争相开展交通运行指数的研究,用以对交通拥堵状态进行量化评价。但现有交通运行指数的研究,一方面多是基于单因素指标进行,未选取多因素进行综合评价;另一方面在研究过程中将交叉口直接划入路段范围内,未单独考虑交叉口对路网交通运行状况的影响。在此背景下,本文构建了交叉口和路段多指标交通运行指数模型,进而得到多层级道路交通运行指数,用以对道路交通运行状况进行综合评价,能够反映路网拥堵原因是交叉口拥堵还是路段拥堵,并采取对应的措施缓解拥堵现状。首先,本文在梳理国内外交通运行指数模型和算法研究的基础上,根据实际数据获取情况,确定本文中基于方向特性的交叉口交通运行指数、基于方向特性的路段交通运行指数模型所选用的交通运行指标,其中基于方向特性的交叉口交通运行指数模型选用转向饱和度、转向排队长度和转向车道组车辆延误作为原始评价指标,基于方向特性的路段交通运行指数模型选用分方向车速、分方向单车道交通量和分方向单位车道时间占有率作为评价指标。根据规范等文件划分所选交通运行指标的评价等级,确定交叉口和路段各交通运行指标的隶属函数及隶属度。其次,运用改进的主成分分析法将各交叉口各转向的原始评价指标转换为交叉口整体的评价指标,在此基础上采用CRITIC赋值法确定转换后评价指标的权重,进而得到基于方向特性的交叉口交通运行指数。运用模糊综合评价模型对路段评价指标进行融合,得到基于方向特性的路段交通运行指数。最后,在确定交叉口交通运行指数和路段交通运行指数的基础上,采用路网节点负荷理论确定节点权重、运用路段级联失效比例理论确定路段权重,对交叉口交通运行指数和路段交通运行指数进行加权,最终得到多层级的道路交通运行指数。选取重庆市九龙坡火炬大道片区作为算例,对本文提出的指数模型及算法进行分析计算,并与高德交通指数进行对比,得到本文指数与高德交通指数对道路评价的趋势基本一致。与已有交通运行指数研究相比,论文深入至交叉口和路段层级,精细化评价道路交通运行状况,明确道路拥堵源是交叉口还是路段,为交通管理者有针对性的采取措施提供依据。

关键词：城市交通交通运行指数交通拥堵评价路段交叉口

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基于交通运行指数的VKT分布与排放量测算研究

基于交通运行指数的VKT分布与排放量测算研究

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作者：王静旖北京交通大学

学位级别：硕士

“交通拥堵”和“机动车污染”是交通行业面临的两大问题,针对这两个问题,交通部门均建立了模型或指标来进行定量评估。交通拥堵现象在降低路网平均速度的同时,也导致机动车的怠速、低速、急加速/减速等驾驶行为大量增加,这些非稳定行... 详细信息

“交通拥堵”和“机动车污染”是交通行业面临的两大问题,针对这两个问题,交通部门均建立了模型或指标来进行定量评估。交通拥堵现象在降低路网平均速度的同时,也导致机动车的怠速、低速、急加速/减速等驾驶行为大量增加,这些非稳定行驶状态使交通排放显著上升。因此,交通拥堵问题和机动车污染问题是高度相关的。交通运行指数(Traffic Performance Index,TPI)作为定量评估路网运行状态的直观指标,已经在交通管控与决策领域得到重要应用。然而,其与交通排放的定量关系尚未明确。为了明确交通指数与路网排放总量之间的定量关系,拓宽交通指数的应用维度,对交通缓堵政策的节能减排效果实现快速评估,本研究基于国家标准GB29107-2012《道路交通信息服务、交通状况描述》,选取道路交通运行指数(以下简称“交通指数”或“指数”)作为交通拥堵评价指标,开展了其与机动车路网总体排放量关系的研究,并通过路网运行特征分析对二者关系作出解释。首先,本研究综述前人研究的基础上,选取交通指数模型和基于比功率分布(Vehicle Specific Power,VSP)的北京市微观排放模型,分别用于计算交通指数和二氧化碳(CO2),一氧化碳(CO),碳氢化合物(THC)和氮氧化合物(NOx)四种排放物的路网排放。选取远程交通微波检测器(Remote Traffic Microwave Sensor,RTMS)和浮动车速度,对比分析基于二者测算得到的路段速度数据。分析结果表明,RTMS速度与浮动车速度存在较大差异,且RTMS速度倾向于高估自由流速度和临界速度。这一差异在低速区间更为明显,会对排放计算造成更大偏差。全路网覆盖到的路段流量数据可以利用交通流基本图速度推算流量的方法获得。其次,本研究对33个工作日的交通指数与路网排放总量进行分析,发现对四种排放物路网排放量与指数的关系形态相似,交通指数越高,路网排放总量越高,增长率在低指数区间最高,中段稳定且较低,指数大于8.7即路网严重拥堵时,增长率再次提高。以变异系数为指标衡量指数与排放之间的不确定性,发现指数大于3时不确定性较小,通过时段划分的方法可以明显减小不确定性。建立分时段的路网排放量与交通指数数值模型,并用两天未参加模型建立的数据进行验证,发现模型预测值与实际值误差较小,CO,CO2,THC和NOx在6:00-22:00的平均相对误差仅为 3.46%,3.23%,3.53%和 3.36%。之后,本研究按照道路等级建立了基于交通指数的VKT和排放量在速度区间下的分布模型,分析路网运行特征及其排放影响。从路网畅通到拥堵,快速路的VKT在速度区间下的分布从单峰变为双峰,且低速区间VKT显著增长;主干路为单峰结构且峰值所在速度区间逐渐降低;次支路为单峰结构且不同指数下分布较为稳定。利用VKT总量接近但指数不同的双案例对比研究,发现快速路和主干路对排放影响较大,且VKT在速度10 km/h以下区间的占比对排放有显著影响。最后,本研究以2016年和2017年第二季度数据为例,将交通指数作为唯一输入,利用本研究建立的路网排放总量与交通指数数值关系模型,实现路网排放水平的快速评估。论文定量化交通指数与路网排放量的关系,面向排放挖掘不同等级路网运行特征,为交通指数与路网总体排放水平的衔接提供了技术可能,对今后进行交通指数下排放的快速评估提供了技术支持。

关键词：交通运行指数交通排放 VKT分布城市路网

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不同路网属性下动态交通运行指数模型适用性研究

不同路网属性下动态交通运行指数模型适用性研究

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作者：王璐媛北京交通大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展和城市化进程的不断推进,城市交通拥堵问题日益普遍和突出。为反映城市道路交通的运行状态,一系列道路交通拥堵指标被提出。但是拥堵指标的提出往往是针对某一特定城市或地区进行的,然而不同的城市具有不同的路网属性... 详细信息

随着经济的快速发展和城市化进程的不断推进,城市交通拥堵问题日益普遍和突出。为反映城市道路交通的运行状态,一系列道路交通拥堵指标被提出。但是拥堵指标的提出往往是针对某一特定城市或地区进行的,然而不同的城市具有不同的路网属性,城市交通运行状态的特点也就有所区别,这就导致了交通拥堵指标对不同城市存在着适用性问题。在此背景下,本文针对应用较广泛的动态交通运行指数模型,研究其在不同路网属性的城市的适用性。首先,本文在对国内外交通运行指数模型进行梳理归纳的基础上,将可实时反映路网运行状态的动态运行指数模型分为基于严重拥堵里程比的交通运行指数模型和基于出行时间比的交通运行指数模型。然后将两种动态交通运行指数模型应用于同一路网,观察到两种动态交通运行指数模型在同一路网下的应用结果具有一定差异性,进而提出了本文的研究重点,即不同路网属性下动态交通运行指数模型的适用性研究问题。为了对此问题进行研究,本文做了一系列准备工作:在分析城市分类及路网属性基础上,设计了典型城市路网规模和级配比参数,并以北京市路网为样本总体,采用随机数生成法和最小样本量确定法,进行了各类城市虚拟路网库的构建,为本文研究提供了路网基础;通过对浮动车数据(FCD)的计算分析,选择了三类交通运行状态,为本文研究提供了交通运行数据基础;为提高动态运行指数模型的应用效率,应用SQL server工具通过编写程序进行模型应用计算,为研究提供了模拟计算手段。基于以上准备工作,本文将两种动态运行指数模型应用于所选定的FCD和所构建的虚拟路网,进而得出了模型应用的指数结果。借鉴信号处理方法与指标,提出了对模型适用性进行评价的敏感性指标(SI)和稳定性指标(FI)两项单项指标。在对单项指标标准化后加权求得综合性评价指标(CEI),进而提出了对动态交通运行指数模型的适用性判别方法。最后,本文以不同城市类别为划分,对所提出的动态交通运行指数模型的适用性判别方法进行应用研究,证实了所提出方法的可行性与有效性。

关键词：交通拥堵交通运行指数城市路网适用性小波变换

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基于交通运行指数的速度分布聚类与排放测算不确定性

基于交通运行指数的速度分布聚类与排放测算不确定性

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作者：靳秋思北京交通大学

学位级别：硕士

作为衡量城市道路交通运行效率的指标,交通拥堵评价指标在城市交通管理中具有广泛的应用。虽然研究学者关于拥堵程度对机动车排放的影响开展了大量的研究,但是缺乏城市路网拥堵程度和排放关系的定量化研究。尽管部分研究的研究对象为城... 详细信息

作为衡量城市道路交通运行效率的指标,交通拥堵评价指标在城市交通管理中具有广泛的应用。虽然研究学者关于拥堵程度对机动车排放的影响开展了大量的研究,但是缺乏城市路网拥堵程度和排放关系的定量化研究。尽管部分研究的研究对象为城市路网,但是没有对交通拥堵评价指标与机动车油耗排放强度的定量关系进行研究。鉴于此,本文以国家标准GB29107-2012《道路交通信息服务、交通状况描述》中的交通拥堵评价指标——道路交通运行指数(以下简称交通指数)为例,开展了其与机动车油耗排放关系的研究。首先,本研究针对交通拥堵评价指标、机动车油耗排放模型、交通拥堵与排放定量关系开展文献总述,论述了现有研究现状和研究不足。基于此,明确了本文的研究目标。然后,从排放的不确定性分析、聚类分析方法两个方面展开综述研究,在此基础上,明确了本文的研究内容和研究技术路线。其次,本文利用北京市浮动车交通信息采集系统获取浮动车数据,并处理成分道路等级的交通指数与速度分布数据和分区域的交通指数与速度数据两种数据格式。分析发现交通指数与快速路、主干路、次支路的速度分布关系存在不确定性。在此背景下,提出了偏差率指标来衡量不确定性的大小。再次,由于交通指数与速度分布关系的不确定性将导致交通指数与油耗排放因子关系的不确定性,为此,本文分析了影响城市交通网络速度分布的因素,利用K-Means聚类方法,结合基于Silhouette测度的最佳聚类数函数,设计了城市交通运行指数的速度分布聚类方案。并提出了速度分布变异系数和排放因子变异系数两个指标来评价聚类效果。研究发现,按照日期、时间段、道路等级对城市交通运行指数的速度分布数据进行聚类分析,可显著降低交通指数的速度分布与排放因子不确定性。然后,通过分析交通拥堵评价指标(交通指数)和排放因子的测算机理,选择速度为衔接点,分道路等级构建了机动车油耗排放因子与交通指数的关系分析框架。并以聚类原则下的交通指数与速度分布数据为基础,结合车载尾气检测系统(Portable Emission Measurement System, PEMS)获取的机动车排放数据和手持式全球定位系统(Global Position System, GPS)采集的机动车行驶工况数据,测算了相应分类原则下快速路、主干路、次支路、全路网机动车油耗排放因子与交通指数的关系曲线及拟合函数,并进行了不确定性测算。最后,将本研究成果应用于区域油耗排放因子与交通指数的定量关系案例研究。以北京为例,分析了朝阳区、海淀区、丰台区、石景山、东城区和西城区速度随全路网交通指数的变化趋势,以及油耗排放因子与全路网交通指数间的关系。并对各区域油耗排放因子与交通指数的不确定性进行了测算。本研究可为城市交通规划中交通环境目标的制定和治污治堵一体化交通政策决策提供支持。

关键词：城市道路交通拥堵评价指标排放因子浮动车数据交通运行指数速度分布

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基于交通运行指数的速度分布聚类与排放测算

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交通信息与安全 2016年第6期34卷 15-21,76页

作者：靳秋思张远景宋国华程颖于雷黑龙江省城市规划勘测设计研究院，哈尔滨 150040 北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京 100044 北京市交通行业节能减排中心 100053 德克萨斯南方大学科技学院，休斯顿 77004

交通拥堵评价指标与机动车排放强度的关系缺乏论述。利用北京市浮动车数据,处理成分道路等级的交通运行指数与速度分布数据。以车辆排放测试数据、工况数据为基础,量化速度与排放因子间的关系。分析交通运行指数与排放因子的测算机理,... 详细信息

交通拥堵评价指标与机动车排放强度的关系缺乏论述。利用北京市浮动车数据,处理成分道路等级的交通运行指数与速度分布数据。以车辆排放测试数据、工况数据为基础,量化速度与排放因子间的关系。分析交通运行指数与排放因子的测算机理,选择速度为中间变量,建立二者的关系量化模型。为降低交通运行指数与排放因子关系的不确定性,结合速度分布的影响因素,利用K-Means聚类方法,对交通运行指数与速度分布数据聚类分析。研究发现按道路等级、交通规律相似的工作日/周末以及时间段(6:00-12:00时,12:00-22:00时,22:00-6:00时)交叉组合分类,快速路、主干路、次支路速度分布不确定性分别降低了10.1%、13.6%、14.6%,排放因子不确定性分别降低了10.1%,13.4%,14.2%。测算了各分类条件下交通运行指数与排放因子间的定量关系。

关键词：城市道路浮动车数据交通运行指数速度分布排放因子

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基于改进模式序列匹配的交通运行指数预测研究

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北京建筑大学学报 2019年第4期35卷 20-28页

作者：郭小刚张健钦卢剑陆浩李卓航北京建筑大学测绘与城市空间信息学院

北京市交通运行指数是定量反映北京市路网拥堵状态的重要指标,交通运行状态预测是构建智慧交通系统的重要研究内容.在模式序列匹配算法(PSF)基础上优化预测序列权重,针对交通运行指数的时序相关性,增加了基于反距离权重的时间衰减因子,... 详细信息

北京市交通运行指数是定量反映北京市路网拥堵状态的重要指标,交通运行状态预测是构建智慧交通系统的重要研究内容.在模式序列匹配算法(PSF)基础上优化预测序列权重,针对交通运行指数的时序相关性,增加了基于反距离权重的时间衰减因子,提高了临近序列在交通运行模式匹配计算中的重要性.实验结果表明:与传统时间序列模型(ARIMA)、深度学习模型(LSTM)和标准模式序列匹配算法进行对比分析,改进的模式序列匹配预测算法有着较高的预测精度,且具有较强的自适应性.

关键词：交通运行指数时序预测模式序列匹配反距离权重

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重庆市主城区道路交通运行指数时间特性及影响因素

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重庆交通大学学报（社会科学版） 2019年第6期19卷 54-59页

作者：吴祥国张建嵩戴许昊重庆市交通规划研究院

交通运行指数是评估城市道路交通运行状况的关键指标。以2018年重庆主城区全年交通运行指数监测数据为基础,总结主城区道路交通指数以季度、周期、工作日为单位的时变规律,分析节假日、天气、桥梁限行、公交专用道开通等因素对交通运行... 详细信息

交通运行指数是评估城市道路交通运行状况的关键指标。以2018年重庆主城区全年交通运行指数监测数据为基础,总结主城区道路交通指数以季度、周期、工作日为单位的时变规律,分析节假日、天气、桥梁限行、公交专用道开通等因素对交通运行指数的影响,并采用单因素方差分析法研究各影响因素的差异显著性,以期为交通规划、管理等项目应用提供借鉴。

关键词：道路交通交通运行指数时间特性单因素方差分析重庆市

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城市交通运行指数系统设计与实现

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智能城市 2020年第4期6卷 17-18页

作者：吴天飞诸暨市广播电视台网络中心浙江诸暨311800

文章以各类交通流实时动态数据、交通地理信息数据为基础,在相应标准规范下,构建综合交通数据库,对道路运行数据进行更深层的挖掘和分析,建立城市交通拥堵评价体系,准确反映市区交通运行状况,从拥堵强度、拥堵频率、拥堵时间长度、拥堵... 详细信息

文章以各类交通流实时动态数据、交通地理信息数据为基础,在相应标准规范下,构建综合交通数据库,对道路运行数据进行更深层的挖掘和分析,建立城市交通拥堵评价体系,准确反映市区交通运行状况,从拥堵强度、拥堵频率、拥堵时间长度、拥堵空间范围等全方位对全市路网运行状况进行描述与评估;采集和发布城市交通运行状态信息,向政府各交通相关部门发送城市交通发展报告等专业分析数据;为城市交通管理部门进行交通组织管理和社会公众获取交通出行信息服务提供基础信息支持。

关键词：交通运行指数 GIS 交通状况交通信息服务

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基于出行时间的道路交通运行指数算法与应用研究

基于出行时间的道路交通运行指数算法与应用研究

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公交优先与缓堵对策——中国城市交通规划2012年年会暨第26次学术研讨会

作者：陈蔚段仲渊周子益宋家骅深圳市城市交通规划设计研究中心

开展定量化的道路交通运行动态评估是推进交通管理信息化、开展交通拥堵科学治理的关键基础。面向市民出行和交通规划管理的实际需要,本文定义一种基于出行时间的交通运行指数,提出利用出租车浮动车GPS数据的车速和指数计算方法,研究了... 详细信息

开展定量化的道路交通运行动态评估是推进交通管理信息化、开展交通拥堵科学治理的关键基础。面向市民出行和交通规划管理的实际需要,本文定义一种基于出行时间的交通运行指数,提出利用出租车浮动车GPS数据的车速和指数计算方法,研究了指数的展示形式和应用功能,形成了包含"指数定义-指数计算-指数应用"的一整套交通运行指数关键技术解决方案。深圳的应用实践证明,该指数能够综合全面地反映交通拥堵的强度、时间、空间"三维"特征,相比其他同类型指数具有定义直观易懂、算法移植性强等优点,能够为国内其他大中城市开展交通运行评估工作提供借鉴。

关键词：交通管理系统交通拥堵评估交通信息发布交通运行指数出行时间决策支持

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