城市交通系统信息采集内容与手段

城市交通系统信息采集内容与手段城市交通规划理论与实践之专题3城市交通系统信息采集„消耗时间多苏州市城市综合交通规划历时16个月，调查消耗4个月蚌埠市城市综合交通规划历时10个月，调查消耗2.5个月„投入经费多约占项目总费用的30%„规划的基础城市交通系统调查内容体系¾城市社会经济与土地利用状况调查¾城市人口出行调查¾机动车出行调查¾道路交通特性调查¾交通网络基础信息调查¾交通管理状况调查¾货物源流调查¾道路交通环境调查¾道路交通燃油消耗调查¾交通发展政策调查城市社会经济与土地利用状况交通发展政策人车路环管城市社会经济与土地利用状况调查城市人口出行调查机动车出行调查道路交通特性调查交通网络基础信息调查交通管理状况调查货物源流调查道路交通环境调查道路交通燃油消耗调查交通发展政策调查城市交通系统调查方法‹调查方法设计原则是以最小的代价获得准确的信息‹根据调查数据获得方式的不同，可以将调查分为资料收集型调查和现场（外业）调查两大类‹资料收集型调查指调查人员通过走访相关的业务部门获取所需要资料即可完成的调查‹现场（外业）调查是指须通过组织一定规模的现场观测方能获取结果的调查城市交通系统调查内容现场（外业）调查城市人口出行调查机动车出行调查道路交通特性调查资料收集型调查交通网络基础信息调查交通发展政策调查货物源流调查交通管理状况调查道路交通环境调查道路交通燃油消耗调查城市社会经济与土地利用状况调查城市交通系统调查内容资料收集型调查资料收集型调查涉及业务部门计划、环境、交管道路交通燃油消耗调查环境、交管道路环境调查交管交通管理状况调查政府、规划、建设、公交、交管交通发展政策调查交通、商贸、物资、经委货物源流调查规划、建设、公交(轨道)、交通、交管、铁路、航运、民航交通网络基础信息调查发展（计划）、统计、规划、城建、交通城市社会经济与土地利用状况调查主要涉及部门调查项目现场（外业）调查¾城市人口出行调查家访调查：最常用、最准确的方法电话询问调查：配合程度低明信片调查：回收率低工作出行调查：实施难度较大职工询问调查：实施难度较大互联网调查：新出现的调查方法„国内大多数城市抽样率在2%~5%之间，其中又以3%~4%居多„调查表格回收后经编码、输码等过程后得到的实际有效抽样率均小于计划抽样率。典型城市居民出行调查结果表明，实际抽样率与计划抽样率比值一般在0.85~0.95之间„影响居民出行调查准确性的主要环节有两个：一是表格的发放与回收，二是表格的填写。为保证回收到的有效抽样率，应适当扩大表格的发放率„在表格发放过程中容易出现的问题是发放不均匀。在家访调查中，部分调查员出于方便等原因，将调查表的发放集中在一个单位或一幢住宅楼内，易造成扩样后的OD分布失真或出行特征参数失真。„编码人员能否准确地将表格中所填写的地名与交通小区相对应也影响到调查结果的准确性与可靠性„典型城市居民出行调查中发现，由于居民对出行目的、出行方式的理解不当而产生废表的情况较少，造成废表的原因主要有以下情况：„①对出行的概念理解有误，误将出行理解为从出发时起一直到某种相应的目的完成时为止，如将上班出行理解为从上班时起到下班时为止的全过程；„②对回程不理解，如将回程中的购物等活动均理解为回程；„③出行者一天的出行链缺少回程；„④出行的起讫点填写模糊，如出现“家、单位、学校、超市、医院、农贸市场”等模糊用语，无法编码；„⑤出行起讫点范围过大，无法落实到交通小区，如仅填写“某某路”提高调查效率的措施¾调查实施前进行广泛的舆论媒体宣传；¾重视调查员的培训，并进行模拟表格的填写训练；¾尽可能用非专业的通俗用语对表格中的关键术语进行解释，并印制在表格中；¾在调查表格填写期间公布咨询电话，并印制在表格中，安排技术人员答疑；¾抽调熟悉城市地理的人员进行编码，对于大城市应分别从城市的不同片区抽调人员并集中编码。„组织宣传—请广大群众支持、配合调查部分城市IC卡发行量统计表5612023033815001410公交IC发行量（万张）10820750651413601500城市人口（万人）西宁（2006.8）兰州（2006.12）沈阳（2007.11）南京（2007.11）上海（2006.12）北京（2007.10）城市（年份）公交IC卡数据分析方法利用很少的投入，即可获取准确、可靠、连续的公交客流及公交出行特征数据，是目前我国城市可利用的最经济有效的公交数据获取方法。北京：日刷卡量约1000万人次，占日公交客运量的80%以上。南京：日刷卡量约205万人次，占日公交客运量的65%左右。利用公交IC卡信息获取公交ODIC卡记录的信息：z线路编号z车辆编号z刷卡日期z刷卡时间z卡号z卡型z刷卡金额‰统计分析‰数据挖掘z上车站点z下车站点分析内容„用于公交运营管理的公交客流信息包括总客流量、线路客流量、断面客流量、站点客流量、客流量时空分布特征等。„用于公交规划建模的公交出行信息包括居民公交平均出行次数、平均换乘次数、出行耗时特征、起讫点分布特征、出行距离特征等。现有公交IC卡系统条件下数据分析的关键与难点：ƒ下车站点的判断ƒ换乘站点的判断公交乘客完成一次出行目的的公交出行路径为一次公交出行过程；涉及出行起点、乘车线路、中途站点、换乘站点、换乘线路、出行终点等。公交线路OD公交线网OD公交区域OD公交站点OD通勤乘客公交出行路线具有稳定性特点对象：通勤乘客公交出行OD上车站点O1/下车站点D2下车站点D1/上车站点O2一次出行回程换乘站点中途站点中途站点通勤乘客公交出行具有稳定性通勤出行具有明显的集中性在上下班时间会产生明显的出行高峰0246810121416180:00-1:001:00-2:002:00-3:003:00-4:004:00-5:005:00-6:006:00-7:007:00-8:008:00-9:009:00-10:0010:00-11:0011:00-12:0012:00-13:0013:00-14:0014:00-15:0015:00-16:0016:00-17:0017:00-18:0018:00-19:0019:00-20:0020:00-21:0021:00-22:0022:00-23:0023:00-24:00扬州湖州常州部分城市公交出行一日时间分布乘客刷卡时间运行时间段运行时间段乘客刷卡时间起点站发车时间离开时间到达时间第二站终点站离开时间到达时间第一个第二个第三个第一个第二个第三个车辆到站时间与刷卡乘客上车时间关系示意图理想运行状态下乘客刷卡时间与车辆到达站点时间具有良好的匹配关系。上车站点判断下车站点判断——通勤乘客上、下车站点对应方法——利用通勤乘客公交出行时间与空间分布的稳定性特征上车站点O1/下车站点D2下车站点D1/上车站点O2一次出行回程换乘站点中途站点中途站点公交通勤乘客的出行路线特点通过建立站点与小区的对应关系，可由公交站点OD推算公交区域OD(,)(,)ijGijTZZ=∑¾道路交通特性调查„道路交通特性调查信息的采集方法，经过了三个发展阶段：„第一阶段：人工采集„第二阶段：机、电、声、磁、光等非人工采集„第三阶段：视频采集„人工采集需要投入大量的人力、物力和财力„人工采集所得到的数据准确性不稳定，调查数据的可靠性与现场观测人员的素质和观测持续时间有密切关系第二代交通信息采集设备（机、电、声、磁、光等非人工采集）能够大大降低所需要的调查人员数量和劳动强度，但是通常需要固定安装，不适用于短期的调查。电磁感应式机械式环形感应线圈检测器英尺英尺英尺英尺电子元件控制盒输入电缆拉线盒连接路边的管道绝缘电缆防止电流冲突的绞合线英尺=0.305米环形线圈平面图3线圈道路边线道路中心线线圈切锯平面图道路解剖图观测结果：•交通量•速度•占有率压电检测器压电效应是压电检测器的主要工作原理。当晶体薄片受到压力时，晶体产生变形，表面产生正电荷，电荷与所施加的力成反比，这种现象称为压电效应。若在电介质的极化方向上施加交变电压，它就会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。压电检测器具有频响宽、动态范围好、输出电压高、稳定性好、耐冲击、不易老化等特点，被广泛应用振动冲击、闯红灯拍照、交通人流车流信息采集、车速监速、交通动态称重以及安全报警、拾音传声、计数开关。代表性产品：澳大利亚MetroCount5710橡胶气压管检测器„车辆驶过管道时，橡皮管产生一个气压，这个气压脉冲是空气开关闭合，产生一个电流信号传输给计算机。气压管车辆检测器比较轻便，可以铅酸蓄电池、凝胶体蓄电池或者充电电池作为电源。„气压管道一般安装在垂直于交通流运行的方向，广泛用于测量短期交通量，通过轮轴数以及间距判断车辆类型等。通过检测到的数据信息可以计算车头间距、交叉口停车延误、信号延误、饱和交通流率、瞬时速度等交通参数。„优点：快速安装，电源用量少，费用低，维修简单„缺点：当车流量大、空气开关对温度比较敏感、车辆轮胎对气压管造成磨损和破坏的情况下，检测精度会受到影响。代表性产品：澳大利亚MetroCount5600磁力检测器磁性检测器是一个被动检测设备，本身不产生磁场，放在道路上截取磁性的扰动。当车辆经过探头时，车辆切割磁场磁力线，在探头线圈中产生一个感应电动势，经过放大器产生一个脉冲输出，由此来检测车辆存在的信息。代表性产品：美国Nu-metrics公司NC-97微波雷达检测器微波设备天线检测器支架电源和数据传输线控制器接收来自于车辆的反射信号可以确定车辆存在和速度等参数能量传输和接收的路径车辆观测结果：•交通量•速度代表性产品：加拿大的RTMS、美国的SmartSensor和国产的MTD超声波检测器超声波探头标准重复脉冲发射脉冲来自车辆的反射脉冲来自地面的反射脉冲地面启动脉冲输出脉冲abt'ttmtphH-hH观测结果：•交通量•速度•占有率代表性产品：长安科技CJK02被动声学检测器被动声学检测器，它的结构成垂直排列的麦克风阵列，检测接近车辆发出的噪声。在声音到达上端麦克风和下端麦克风之间存在一个时间延误，这个延误随着发出声音的车辆的不断接近而变化。当车辆在远处时，发出的声音几乎同时到达上端和下端麦克风，当车辆到达麦克风下端时，上端接收的声音通过内部传感器送来，要有一个延迟。应用麦克风阵列之间的相关关系可以跟踪车辆。第三代视频交通信息采集技术经过不断完善已经成熟，经过国内外的实际观测检验证明其节省人力，降低劳动强度、时间和费用，同时精度高、图像资料可重复利用，是良好的道路交通特性调查方法。现场摄像数据处理产生结果代表性产品：美国的Vantage、Autoscope比利时的Trafficon法国的Citilog以及国产的高德威美国各州对各种技术采用率及平均满意度美国各州对各种技术采用率及平均满意度3.63.13.42.83.43.23.53.84.4平均满意度908403450829498100采用率45420172541474950采用设备州的数量地磁感应被动声波视频检测微波称重仪人工观测压电传感器橡胶气压管感应线圈4112视频检测0014被动声波00315微波1013地磁感应24143247感应线圈40392328压电传感器4342047橡胶气压管20231115称重仪296526人工观测车型车重车速流量传感器技术采用的州的数量采集不同类型数据时选用的技术方法浮动车采集技术„车辆配置GPS,对全市车辆进行监控管理,交通拥挤的特大城市：北京„监控系统可以实时监测每一辆车辆在任意时刻的位置及保存行驶轨迹„管理系统将可以统计每小时、每一天或者每年的任意路段上的交通流量，这些精确的流量数据将是交通管理和规划必需的基础„英国的交通管理部门在此系统上实现收费功能，由记录的车辆行驶路线和距离计算该车该年度应缴纳的道路使用费美美国国德德国国日日本本中国19941994年年ADVANCEADVANCE5000车载导航装置75辆通信车辆动态路径诱导浮动车技术的浮动车技术的应用应用19921992年年TravTekTravTek100车载导航装置减少错误转向33%减少出行