段仲淵

摘要:為了從應(yīng)用信息技術(shù)的角度來提高傳統(tǒng)軌道交通規(guī)劃工作效率和規(guī)劃成果的科學(xué)性。改進軌道規(guī)劃流程來促進和提高城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)與決策支持水平。深圳市城市交通仿真系統(tǒng)的深圳通數(shù)據(jù)挖掘分析,對深圳市的交通更深入的了解。

關(guān)鍵詞:交通仿真系統(tǒng);數(shù)據(jù)挖掘;數(shù)據(jù)分析

中圖分類號:U491文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)21-0170-02

一、研究背景

近年來,智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System,ITS)的研究,開發(fā)與示范應(yīng)用正在我國系統(tǒng)而有序地展開。智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,不僅對整個交通運輸系統(tǒng)、而且對人們的生活模式和質(zhì)量、對社會的可持續(xù)發(fā)展,都將產(chǎn)生重要影響。

借助于智能交通系統(tǒng),交通基礎(chǔ)設(shè)施的通行能力將得到進一步挖掘、交通擁擠將得到不同程度的緩解;借助于智能交通系統(tǒng),交通事件預(yù)警、救援系統(tǒng)將更加完善,交通傷者會得到更及時地搶救,二次事故發(fā)生的可能性將被降低,交通事故死亡人數(shù)及交通事故的危害將會逐漸減少;借助于智能交通系統(tǒng),交通運輸產(chǎn)生的大氣污染、噪聲、振動等環(huán)境負效應(yīng)將進一步減少,智能交通系統(tǒng)的應(yīng)用將有效節(jié)約能源,與環(huán)境相協(xié)調(diào)的交通運輸系統(tǒng)將會逐步建立。同時,智能交通系統(tǒng)的發(fā)展,也為高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了用武之地,刺激了對高新技術(shù)的巨大需求。

二、基于深圳市城市交通仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘

(一)SUTSS背景簡介

深圳市城市交通仿真系統(tǒng)(Shenzhen Urban Transport Simulation System,簡稱SUTSS)是深圳市智能交通系統(tǒng)的重要組成部分和啟動工程(2004年深圳市政府投資計劃項目,深發(fā)改[2004]481號),目的在于形成城市交通仿真與公用信息平臺一體化的結(jié)構(gòu),有效地提高深圳市城市交通設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)與管理水平,提高城市道路交通預(yù)測能力,實時發(fā)布動態(tài)交通信息,使車輛駕駛員和出行者了解當前道路交通情況,避開擁堵路段,緩解道路交通擁擠狀況;與此同時,定期(月報、年報)發(fā)布交通報告,為政府部門決策提供技術(shù)支持。

(二)基于深圳市城市交通仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘成果

深圳市城市交通仿真系統(tǒng)同時與規(guī)劃局、交通局、交警局、城管局等相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)互通,實現(xiàn)信息資源的共享。因此可以利用SUTSS內(nèi)部存儲和共享的大量交通歷史和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行有意義的數(shù)據(jù)挖掘。

本系統(tǒng)計劃采集深圳市城市路網(wǎng)主要路段的交通數(shù)據(jù),接收出租車運營單位的FCD數(shù)據(jù),結(jié)合來自交警局的道路交通狀況數(shù)據(jù),向市政府及有關(guān)職能部門提供交通綜合信息服務(wù)和交通決策支持,向交通規(guī)劃設(shè)計單位提供智能交通仿真支持,向交通出行者及公眾提供實時交通信息服務(wù)。

三、基于SUTSS的深圳通數(shù)據(jù)挖掘

(一)深圳通背景簡介和數(shù)據(jù)特點

隨著電子支付手段的普及和市民的逐漸認可,原來單一運營商管理的模式已經(jīng)難以適應(yīng)多運營商的局面,需要在更大的范圍內(nèi)應(yīng)用交通一卡通。2004年7月,深圳市政府召開了“關(guān)于研究推進我市交通一卡通相關(guān)工作的會議”,提出了深圳市交通堅持“一張卡、一個標準、一個公司運營”的原則。

深圳市電子交易收費系統(tǒng)(“深圳通”卡)的發(fā)行提高了交易效率,方便了市民,降低了企業(yè)運營成本。2006年1月18日在巴士集團所屬的38路公交車上安裝了首批“深圳通”設(shè)備,標志著“深圳通”卡已經(jīng)實現(xiàn)了地面公交與地鐵的互通。目前,“深圳通”發(fā)卡量已經(jīng)突破了四百萬張,市民手持“一張卡”乘坐地鐵、地面公交車輛的目標已經(jīng)實現(xiàn)。

類似深圳通這樣的智能IC卡在國內(nèi)許多城市都有應(yīng)用,很多大中城市持卡乘客比例達到60%以上。IC卡信息量所反映的居民公交出行的數(shù)量及分布完全達到調(diào)查樣本數(shù)量和特征的要求,深圳交通仿真系統(tǒng)中的深圳通數(shù)據(jù)既包括了軌道乘客的信息,也包括了公交乘客的信息以及公交和軌道換乘的信息,并提供了足夠的樣本,可以進行軌道影響范圍內(nèi)出行特征分析,包括分布、方式劃分等,完全可以支持軌道客流分析和軌道模型擬合的要求。

目前,深圳通常規(guī)公交乘客數(shù)據(jù)中不含車站信息,而車站信息又是后續(xù)工作的基礎(chǔ)。對于站點信息的缺少,通過改進公交報站機,使之與刷卡機交流數(shù)據(jù),在乘客刷卡的同時,刷卡機可以從報站機獲取站點代號,再將該卡的其他信息(乘客卡號、線路號、司機卡號、余額、線路收費、乘車日期、乘車時刻)一同記錄,并傳送至計算機終端。這一過程不影響正常的公交運營效率。另外,可以結(jié)合當前公交GPS建設(shè),將公交GPS信息與讀卡器聯(lián)動,通過后期的站點與GPS信息匹配,間接解決缺少車站信息的問題。

(二)基于深圳市城市交通仿真系統(tǒng)的深圳通數(shù)據(jù)挖掘方法和原理

深圳通軌道交通數(shù)據(jù)則包括了乘客進站站點和出站站點信息,則可以方便地分析出乘客軌道出行路徑。以下討論的是獲得上車站點信息成為可能的情況下如何判斷公交軌道之間的換乘出行。

由于深圳通并沒有記錄乘客下車站點,因此出行終點不能直接得到。對于公交軌道換乘出行,其公交出行終點可根據(jù)軌道出行起點獲得。先查詢既有公交出行又有軌道出行的卡號,且公交刷卡時間早于軌道,根據(jù)軌道刷卡記錄的站點信息,確定前一次公交的下車站點,結(jié)合前一次公交的上車時間與公交GPS數(shù)據(jù)確定公交下車站點時間,將軌道進站刷卡時間與其比較,如果時間差小于兩個站點可能步行時間及軌道等車時間,則判斷為一次公交軌道換乘出行。

對于軌道換乘公交,查詢既有公交出行又有軌道出行的卡號,且軌道刷卡時間早于公交,根據(jù)公交GPS數(shù)據(jù)和公交上車刷卡記錄確定公交的上車站點,將軌道出站刷卡時間與公交上車刷卡時間比較,如果時間差小于兩個站點可能步行時間及公交等車時間,則判斷為一次軌道公交換乘出行。

四、基于深圳市城市交通仿真系統(tǒng)的深圳通數(shù)據(jù)挖掘成果

(一)總體客流指標

深圳軌道交通于2004年底開通,目前僅有1、4號線運營。根據(jù)2008年10月數(shù)據(jù)統(tǒng)計,其日均全天客運量為36.6萬人次,比2007年增加13.3%,晚高峰客運量為3.9萬人次/小時,早高峰客運量為2.3萬人次/小時。1、4號線日客流量工作日均略小于休息日,4號線客流無論工休絕大部分換乘到了1號線。1號線客運強度無論工休均超過2萬人次/公里·天。

工作日地鐵站點上下客量分布不均勻,1號線東段各站的上下客量(客流量)較高,包括崗廈站、華強站、科學(xué)館站、大劇院站、國貿(mào)站、老街站、羅湖站等;1號線西段上下客量較大的僅世界之窗站,購物公園及車公廟相對較大;4號線目前線路短,上下客量少;上下客量最高的是華強站。工作日地鐵斷面客流通過量中,線路中間的斷面客流量大,兩端客流量小?？茖W(xué)館到華強路站的斷面客流量最大。

(二)高峰及全天客流分布與方向指標

1.高峰時間特征。工作日/休息日軌道客流時間分布變化曲線如上圖所示。工作日全天客流分布形態(tài)呈現(xiàn)明顯的早晚雙峰形態(tài),其中晚高峰客流大于早高峰,休息日全天客流分布形態(tài)呈現(xiàn)單一高峰形態(tài)。休息日全天客流大于工作日全天客流。工作日軌道客流晚高峰時段為18～19點,晚高峰客運量約占全日客運量的13%,早高峰時段為8～9點,早高峰客運量約占全日客運量的10%。

2.早高峰客流分布及方向指標。早高峰客流呈現(xiàn)明顯的方向性,到羅湖方向與世界之窗方向的比例是63.2:36.8,高峰高斷面位于崗廈站與華強路站區(qū)間。

3.晚高峰客流分布及方向指標。晚高峰客流方向性不如早高峰明顯,到世界之窗方向與羅湖方向的比例是54.1:45.9,高峰高斷面位于華強路站與崗廈站區(qū)間。

4.全日客流時間分布。選取羅湖站、華強路站、僑城東站、世界之窗站作為典型站點研究全日客流的時間分布。見表工作日典型站點全日上下客時間分布。

由圖2可以看出,羅湖站作為1號線東部起點站,其上下客量隨時間呈階梯狀增長,到晚高峰時達到最大值,隨后開始減少。華強路站作為一個周圍商業(yè)發(fā)達的站點,其上下客時間分布呈現(xiàn)雙峰現(xiàn)象,其中晚高峰遠大于早高峰,反映出下班后人們向商業(yè)站點積聚的特征。

(三)出行分布與運距指標

1.出行分布。一周(含休息日)平均日乘車距離6.51公里,約為全程的1/3。工作日平均日乘車距離6.43公里,休息日平均日乘車距離6.69公里。工作日晚高峰為6.43公里,工作日早高峰為7.27公里,一號線工作平均日乘車距離為6.44公里。

2.OD形態(tài)。根據(jù)軌道地鐵站站OD分析,大區(qū)段(以崗廈站為分界)的OD形態(tài)有如下規(guī)律:跨區(qū)段客流基本相當,而大區(qū)段內(nèi)客流差異較大,崗廈以東內(nèi)部客流遠遠大于崗廈以西的內(nèi)部客流。

(四)出行接駁及出行時間指標

1.接駁方式比例。根據(jù)抽樣調(diào)查結(jié)果可知,公交接駁地鐵中使用深圳通:使用一次票的比例為21.4%:4.1%,根據(jù)深圳通數(shù)據(jù)的計算的結(jié)果顯示使用深圳通的公交接駁地鐵占總出行次數(shù)的14.1%,故使用一次票的公交接駁地鐵比例為2.7%。另根據(jù)抽樣結(jié)果可知,采用小汽車和出租車接駁的約5.1%,故目前軌道乘客到達軌道站的方式主要以步行為主,約占78.1%,構(gòu)成了軌道交通的穩(wěn)定客流。

注:小汽車和出租車為抽樣調(diào)查結(jié)果

2.軌道站(起終點)步行時間分布。軌道站步行時間分為起點端步行時間即由出發(fā)點步行到軌道站的時間,和終點端步行時間即由軌道站步行到目的地的時間。調(diào)查結(jié)果顯示在起點端和終點端的步行時間比較接近,超過80%只需15分鐘內(nèi)的步行時間,平均步行時間為7.7分鐘。

3.公交換乘步行時間分布。公交換乘步行時間為由軌道站和公交站之間的步行時間。根據(jù)深圳通數(shù)據(jù)分析公交換乘時所需的步行時間更短,超過74%可于10分鐘內(nèi)完成,平均換乘所需的步行時間為7.2分鐘。

五、結(jié)語

本研究是以深圳市城市交通仿真系統(tǒng)為基礎(chǔ),分析和挖掘傳統(tǒng)手工不能分析的海量數(shù)據(jù),以期得到新的成果。

本研究的分析思路和方法不僅可以用在現(xiàn)在軌道客流評價上面,還可以從應(yīng)用信息技術(shù)的角度來提高傳統(tǒng)軌道交通規(guī)劃工作效率和規(guī)劃成果的科學(xué)性,改進軌道規(guī)劃流程來促進和提高城市軌道交通規(guī)劃建設(shè)與決策支持水平,同時推動公用信息平臺的建設(shè)。