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快速路是为城市交通快速运行而设计的交通通道,交通量过饱和,标志标线设置不合理、出入口匝道设置过近均会导致快速路出现交通拥堵现象,甚至会从点拥堵蔓延扩散成面拥堵。为了避免形成大面积拥堵,快速路管控是必不可少的手段之一,但是有利的管控前提为有效的快速路运行评价。过去学者以流量、速度、占有率为评价指标,利用模糊聚类法等模型完成评价,部分评价指标及评价方法不能较好的反映真实的交通运行情况,且数据的采集通常需要依靠人工或固定检测器提取,此类数据不能更贴合实际的交通运行情况。现阶段,依靠轨迹数据完成快速路运行评价已经引起业界学者的重视,并已有一定的研究成果;但如何利用GPS轨迹数据构建合适的评价指标体系及简单的评价模型,更好的对快速路整体运行进行评价,仍有待进一步研究。
本文依据GPS轨迹数据(出租车数据)特征,基于快速路交通拥堵特征分析,提出了新的山地城市快速路评价指标体系,建立了立交、基本路段的多指标综合评价模型。具体主要内容如下:
(1)运行评价指标及方法研究现状。全面的梳理了现有评价指标及评价方法,当前评价指标多以流量、速度、占有率为评价体系,评价方法多以聚类、综合评价法、神经网络法等数学模型为主,并且模型数据多数依靠人工采集或者是固定检测器输入。此外,阐明了现有快速路运行评价中评价指标及评价方法存在的缺陷,同时阐述现有的运行评价所研究热点及面临的挑战。
(2)考虑GPS轨迹数据特征、基于快速路交通拥堵特性分析构建指标体系。定性分析了山地城市地形地貌以及山地城市快速路的特征;剖析了当前机场路研究范围内交通拥堵点和拥堵发生成因,定量分析了匝道及主线的速度,得出停车排队速度,利用流量分析,得出快速路基本路段饱和度较高的结论;根据拥堵时空分析,得出基本路段拥堵特性;依据GPS轨迹数据特征及交通拥堵特性的分析建立山地城市快速路运行评价指标体系。
(3)建立快速路交通参数提取方法。基于GPS轨迹数据(出租车数据),使用ArcGIS平台及Python数据编程软件,构建了车辆通行时间、车辆排队长度、车辆时间平均速度、平均行程时间的提取技术,结果表明:利用该方法可以比较准确的得出匝道、立交内主线、基本路段的通行时间、排队长度、时间平均速度等信息,为快速路多指标综合评价模型的构建提供数据支持。
(4)快速路运行综合评价模型构建。以一级评价指标为指标,建立运行综合评价指标计算模型:立交综合评价模型、基本路段综合评价模型;考虑交通行业人士对信息的敏感性,综合调查交通管理部门、交通专业相关人士对立交匝道及立交内主线的关注度,确定了匝道及主线的权重系数;依托高斯聚类模型对立交及基本路段的综合评价结果进行服务水平等级划分,最终确立了立交及基本路段为6级评价标准。
(5)案例分析。选取重庆市机场路人和立交至金渝立交段,人和立交至金渝立交方向为案例分析段,采用多指标综合模型对山地城市快速路的高峰、平峰运行情况进行评价,并与高德实际交通运行路况进行对比分析,验证了本文方法的可行性,同时分析了交通条件与评价结果的相关性。
本文依据GPS轨迹数据(出租车数据)特征,基于快速路交通拥堵特征分析,提出了新的山地城市快速路评价指标体系,建立了立交、基本路段的多指标综合评价模型。具体主要内容如下:
(1)运行评价指标及方法研究现状。全面的梳理了现有评价指标及评价方法,当前评价指标多以流量、速度、占有率为评价体系,评价方法多以聚类、综合评价法、神经网络法等数学模型为主,并且模型数据多数依靠人工采集或者是固定检测器输入。此外,阐明了现有快速路运行评价中评价指标及评价方法存在的缺陷,同时阐述现有的运行评价所研究热点及面临的挑战。
(2)考虑GPS轨迹数据特征、基于快速路交通拥堵特性分析构建指标体系。定性分析了山地城市地形地貌以及山地城市快速路的特征;剖析了当前机场路研究范围内交通拥堵点和拥堵发生成因,定量分析了匝道及主线的速度,得出停车排队速度,利用流量分析,得出快速路基本路段饱和度较高的结论;根据拥堵时空分析,得出基本路段拥堵特性;依据GPS轨迹数据特征及交通拥堵特性的分析建立山地城市快速路运行评价指标体系。
(3)建立快速路交通参数提取方法。基于GPS轨迹数据(出租车数据),使用ArcGIS平台及Python数据编程软件,构建了车辆通行时间、车辆排队长度、车辆时间平均速度、平均行程时间的提取技术,结果表明:利用该方法可以比较准确的得出匝道、立交内主线、基本路段的通行时间、排队长度、时间平均速度等信息,为快速路多指标综合评价模型的构建提供数据支持。
(4)快速路运行综合评价模型构建。以一级评价指标为指标,建立运行综合评价指标计算模型:立交综合评价模型、基本路段综合评价模型;考虑交通行业人士对信息的敏感性,综合调查交通管理部门、交通专业相关人士对立交匝道及立交内主线的关注度,确定了匝道及主线的权重系数;依托高斯聚类模型对立交及基本路段的综合评价结果进行服务水平等级划分,最终确立了立交及基本路段为6级评价标准。
(5)案例分析。选取重庆市机场路人和立交至金渝立交段,人和立交至金渝立交方向为案例分析段,采用多指标综合模型对山地城市快速路的高峰、平峰运行情况进行评价,并与高德实际交通运行路况进行对比分析,验证了本文方法的可行性,同时分析了交通条件与评价结果的相关性。