中国城市交通面临的挑战与智能交通的市场需求分析

中国城市交通面临的挑战与智能交通的市场需求分析城镇化和机动化——中国智能交通技术发展必须关注的问题2020年以前我国人口流动的主要趋势20022020农村7.82亿农村6.2亿城市8.3亿城市5.02亿1.50亿（自然增长人口）0.38亿（自然增长人口）资料来源：国家中长期科技发展规划战略研究专题报告之十一城市扩展对交通带来新的挑战《上海社会经济发展趋势及对交通的影响研究》2030年GDP总量达67197亿元，为2010年的4倍；2020年岗位总规模达到1430-1450万，较现状增26%；常住人口：2020年2800万，2030年超过3000万；流动人口从现状的224万人，增长到2020年的250万人。中心城规模仍在扩大：十一五期间中心城建筑量年均增加2000万平方米，建筑开发量接近4.5亿平方方米，据规划院分析，2020年中心城建筑量将达到6.5亿平方米。常住人口呈现向中心区以外蔓延扩展的态势，2009年起，2批38个大型居住社区发展规划，用地70平方公里，估计可容纳300万人。332141393525565863740%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2010201520202030第三产业第二产业第一产业第三产业从业人口比例逐步增加城市扩展过程中所产生的机动化出行需求现有公交体系对可持续交通模式的不适应城市年份轨道网络密度（公里/平方公里）公共交通方式比重%轨道占公共交通比重%纽约19860.7686%68%伦敦19980.7475%89%巴黎19930.4156%62%东京19960.7979%93%城市年份轨道网络密度（公里/平方公里）公共交通方式比重%轨道占公共交通比重%首尔19970.248933香港19990.366030.8新加坡19990.115530.9以轨道交通为主体城市的相关数据以常规公交为主体城市的相关数据分区面积覆盖率（%）人口覆盖率（%）岗位覆盖率（%）分区人口密度（万人/Km2）分区岗位密度（万人/Km2）600100060010006001000内环内浦东49.682.858.387.768.994.51.641.46内环内浦西70.494.372.295.976.297.03.552.66内外环间浦东15.930.728.551.618.137.60.950.33内外环间浦西24.951.328.659.533.565.31.840.56上海中心城线网密度0.49Km/Km2，浦西内环内为1.25Km/Km2，浦东内环内为0.81Km/Km2。机动化进程——上海的基本情况•至2010年底，全市注册机动车248.8万台，其中汽车170.7万台（沪C牌照27.4万台）。分别较2000年增长1.4倍，2.3倍，0.4倍。私人小汽车100.7万台，较2000年的4万台增长了24倍。汽车保有量从2000年的32台/千人增长到2010年的74台/千人。全市机动车交通量13811万PCU千米/日，比较2000年的4310万PCU千米/日增长2.2倍。机动车快速增长给城市带来巨大的压力北京的机动车保有量变化突破100万辆用时48年；100－200万辆用时6年半；200－300万辆用时3年9个月；300－400万辆仅用时两年7个月。停车供需缺口供给量需求量缺口缺口比例中心区浦西13.017.84.927%浦东5.87.92.127%小计18.825.77.027%外围区浦西24.042.218.243%浦东10.417.87.341%小计34.460.025.643%中心城合计53.285.732.638%供给量需求量缺口缺口比例中心区浦西10.515.75.233%浦东5.15.30.35%小计15.621.05.426%外围区浦西14.018.54.524%浦东6.36.80.56%小计20.425.34.919%中心城合计35.946.210.322%居住类非居住类城市交通的战略调控——管理概念公交优先——智能交通不能忘却的领域适应需求提供服务，引导交通模式转变需求Demand供给Supply环境与资源的约束环境与资源的约束交通模式的调整AdjustTravelMode需求Demand供给Supply我们必须提供具有竞争力的公共交通服务，以减少资源消耗与环境污染。从无线通信交换机获取的信令数据个体移动终端电子脚印数据个体移动终端时空轨迹数据分区居住、工作人口数据历史数据跨越境界线交通量历史数据出行链集计数据全方式通勤OD数据从移动通信数据中提取客流需求信息的工作流程班次线路分段合并前分段合并后刷卡人数正确数正确率正确数正确率121路8889.8%8990.8%98221路39.1%2266.7%33321路1035.7%1864.3%28421路621.4%2278.6%285210路642.9%1071.4%146210路318.8%850.0%167210路00.0%1376.5%178210路00.0%5463.5%85合计11636.4%23674.0%319910009150092000925009300093500940009450095000955001234567891011121314刷卡时间刷卡人次（人）支持政府行动的公交服务水平提升分析路网状态波动性特征全方式通勤OD公交通勤OD具有空间分布特征的通勤交通公交分担率公交运行状态特征OD与线网空间拓扑一致性分析公交运行准时性条件分析公交专用通道建设条件分析根据客流需求分布调整线网形态提升公交服务水平合理布局公交专用通道提升公交整体服务水平通过公交准时性运行提升公交服务水平围绕提升公交分担率的对策设计线路审批资源配置运行条件公交运行时间可靠性分析东西客流走廊标准差0.00000.20000.40000.60000.80001.00001.20001.400011月30日12月1日12月2日12月3日12月4日12月5日12月6日12月7日12月8日6路8路33路76路79路90路211路213路客运走廊No.涵括道路断面流量分布（乘次/日）主要走廊1民族大道-朝阳路-中华路-北大路-大学路＞500002安吉大道-中华路-朝阳路-邕江大桥-星光大道＞50000次要走廊3南梧路-明秀路-中兴大桥30000～600004双拥路-白沙大桥-白沙大道40000～700005北湖路-园湖路-东葛路30000～60000(a)出行总量(人次)(b)出行比例(%)010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,00090,000100,000110,000120,000130,000140,000150,000160,000170,000180,000190,00067891011121314151617181920212223星期日工作日星期六0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.012.013.014.067891011121314151617181920212223星期日工作日星期六公交使用人数时变特征No.ofPassengerstime-varyingfeature(a)正常坐标(b)双对数坐标公交出行距离分布TravelDistanceDistribution工作日早高峰OD流向：东，稍偏北N1-1617-21地铁一号线地铁四号线100100-300300-500500通勤交通公交ODCommuteTransitOD(a)正常坐标(b)单对数坐标一周内利用公交的站点分布Station-usestatisticinaweek城市交通的科学化、精细化管理——智能交通与政府的共同语言与交通分析和理解相关的多元数据环境交通拥堵态势图像路网交通拥堵空间分布道路区段拥堵时空分布断面状态演变情况交通流变化情况异常事件分布情况路网关联性拥堵分析图路网拥堵频率分析图局部关联道路拥堵分析图道路区段状态时空分布图区段拥堵影响程度评估图断面交通流特征值日变图断面交通状态图像断面交通流量相似系数及波动系数断面之间流量关联情况断面交通流量变化趋势图像异常事件预警分析图像异常事件分布图像大范围拥堵形成过程的监测（中观层面）快速干道系统状态监测出口匝道状态监测入口匝道关联道路状态监测入口匝道状态监测出口匝道关联道路状态监测61014182250100150200250300350400450时段流量（辆/5分钟）9月21日9月22日9月23日9月24日9月25日9月27日9月28日9月29日9月30日6:008:0010:0012:0014:0016:0018:0020:0022:0024:00050100150200250时段流量（辆/5分钟）NBWH-DI-19月23日9月24日9月25日9月27日9月28日9月29日9月30日分析体系的底层——多元数据环境交通信息共享分析平台道路交通监控管理系统TrafficSurveillanceandManagementSystem公交运营管理系统TransitOperationandManagementSystem出租车运营管理系统TaxiOperationandManagementsystem停车场管理系统ParkingManagementsystem……数据提取接口DataExtractionInterface数据修补模块DataRepairModule分析体系的第二层——统计分析与特征提取断面状态特征提取路段状态特征提取网络状态特征提取模式4空间轴上游下游时间轴（6:00~19:00）模式3模式2模式1区段状态特征提取405060706:007:008:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:00行程时间（分钟）出发时间分析体系的第三层——内在规律发掘10010110210-510-410-310-210-1100x(km)P(x)datafit(data)P(x)=(x+a)^(-b)exp(-x/c)a=0.37671b=1.1434c=10.596R=0.99423(log)020040060080010001200020406080100120140160180200220240260280300320340360380400420440460480500520540560580600620640660680700720740760780800820840860880900920刷卡人数（人）刷卡时间间隔（Min)相同线路不同线路0204060801001201401601802007.888.28.48.68.89演化步数k距离对数平均值y(k)系统的混沌属性验证公交的换乘特征出行距离的幂指数分布特征行为的影响因素识别分析体系的第四层——面向主题的综合宏观层次目标中观层次目标微观层次目标城市土地使用系统相关目标城市交通系统建设相关目标1．形成良好的城市形态结构2．确立合理的城市发展方向3．保持城市发展的活力制定和实施合理的交通发展战略：1．确定主导交通方式；2．确定合理的轨道网、干道网以及重大交通设施的配置模式；3．重大交通发展政策和管理政策。1．合理的土地开发强度2．高效节约的片区土地使用片区的交通供需平衡，创造良好的交通运行环境。目标层次以人为本的城市小系统开发土地使用和交通小系统设计，创造一个良好的交通出行空间。土地使用和交通系统协调目标————问题线如何从交通角度考虑城市合理骨架结构的形成？（结构问题）如何从交通的角度考虑城市片区土地开发的合理强度和类型？（用地强度问题）如何进行土地使用和交通设施系统化设计，减少机动化出行？（系统设计问题）构建城市交通战略实验室确认实验实施假设检验细化探索实验概念形成分析建模仿真验证萌芽状态的任务能力包部署的任务能力包组织指挥布局协同演化对策概念状态监测系统硬件设施培训/教育控制与引导人员工具谱系交通拥堵态势图像路网交通拥堵空间分布道路区段拥堵