黃美靈，陸百川

(重慶交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，重慶400074)

居民出行調(diào)查是通過(guò)調(diào)查居民的家庭情況、個(gè)人基本屬性、出行特征、行程的起訖點(diǎn)等，來(lái)得出城市交通流的時(shí)間分布、空間分布及其它信息，它是城市交通規(guī)劃、交通建設(shè)和交通管理的重要科學(xué)依據(jù)。目前，大多數(shù)城市的居民出行調(diào)查基本上采用人工調(diào)查法，如家訪調(diào)查法、電話詢問(wèn)法、明信片調(diào)查法、工作出行調(diào)查法、職工詢問(wèn)法、月票調(diào)查法等［1］。雖然該方法可以通過(guò)設(shè)計(jì)出合適的問(wèn)題和選擇的答案來(lái)獲得所需要的各種信息，但需要投入大量的人力物力和時(shí)間來(lái)進(jìn)行資料收集和進(jìn)一步的分析處理。另一方面，由于近年來(lái)中國(guó)的城市變化很快，道路網(wǎng)和交通量的變化也很快，需要經(jīng)常進(jìn)行交通調(diào)查和道路網(wǎng)的交通數(shù)據(jù)采集，所以有必要研究新的交通數(shù)據(jù)采集方法。

隨著計(jì)算機(jī)、通信和信息技術(shù)的發(fā)展，利用移動(dòng)通信、GPS進(jìn)行交通數(shù)據(jù)的采集已經(jīng)得到了重視，也已經(jīng)取得了不少成果［2－4］。筆者介紹的是基于手機(jī)信息的居民出行調(diào)查方法。首先在J2ME平臺(tái)上設(shè)計(jì)出了交通出行信息采集軟件，該軟件能利用手機(jī)采集到居民的多種出行數(shù)據(jù)。然后通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析即可得出出行量、平均出行次數(shù)、出行方式構(gòu)成、出行目的結(jié)構(gòu)、居民出行時(shí)距、OD矩陣等居民出行統(tǒng)計(jì)信息。

1 基于J2ME的出行信息采集系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)的功能描述

系統(tǒng)的主要功能是利用手機(jī)采集居民的出行信息。出行者通過(guò)軟件中的各個(gè)選項(xiàng)來(lái)選擇出行者的出行小區(qū)、出行方式/目的、目的地小區(qū)等出行信息［4－5］，軟件對(duì)所選擇的內(nèi)容以手機(jī)短信的方式發(fā)送給服務(wù)器。

系統(tǒng)的功能模塊主要包括:菜單選擇模塊、開(kāi)始出行選擇模塊、換乘選擇模塊、出行結(jié)束選擇模塊、交通事件模塊、交通滿意度選擇模塊、個(gè)人信息選擇模塊及其它信息選擇模塊，如圖1。

1.2 系統(tǒng)界面層設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境是:MicrosoftWindowsXP操作系統(tǒng);Java2開(kāi)發(fā)語(yǔ)言;開(kāi)發(fā)包:WTK2.5.2(Sun J2ME Wireless Toolkit);IDE:Eclipse 3.2。

系統(tǒng)的界面主要包括:系統(tǒng)初始界面、菜單功能選擇界面、開(kāi)始出行界面、換乘界面、結(jié)束出行界面、交通事件界面、交通滿意度界面、個(gè)人信息界面、其它信息界面和發(fā)送界面。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure and function of the system

相應(yīng)的類結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下［6］:MessageMIDlet類是負(fù)責(zé)系統(tǒng)MIDlet程序的狀態(tài)以及各個(gè)界面類之間的關(guān)系;welcome類是顯示系統(tǒng)的初始界面;main_menu類用來(lái)進(jìn)行出行菜單的選擇;begin_trip類用來(lái)進(jìn)行開(kāi)始出行信息的選擇;change_vechicle類用來(lái)進(jìn)行換乘的選擇;end_trip類用來(lái)進(jìn)行結(jié)束出行的選擇;traffic_incident類用來(lái)進(jìn)行交通事件的選擇;satisfaction類用來(lái)進(jìn)行交通滿意度的選擇;personal_information類用來(lái)進(jìn)行個(gè)人信息的選擇;others類用來(lái)進(jìn)行其它信息的選擇;send類是負(fù)責(zé)與服務(wù)器的通信。用戶界面類關(guān)系如圖2?；贘2ME的居民出行信息采集軟件如圖3。

圖2 界面層類關(guān)系圖Fig.2 The class-relation with interfaces

2 基于手機(jī)信息的居民出行調(diào)查方法

2.1 居民的出行信息采集

當(dāng)用戶開(kāi)始一次出行時(shí)，用戶進(jìn)入開(kāi)始出行界面，選擇是否開(kāi)始出行，填寫(xiě)出發(fā)小區(qū)，選擇出行目的:工作，學(xué)校，購(gòu)物，醫(yī)療，其它;選擇出行方式:公交車，出租車，私家車，軌道交通，自行車，步行，其它。

當(dāng)用戶中途需要換乘時(shí)，用戶可以進(jìn)入換乘界面，選擇是否換乘，以及換乘方式:公交車，出租車，私家車，軌道交通，自行車，步行，其它。

當(dāng)用戶中途遇到交通事故以及車輛堵塞情況，用戶也可以通過(guò)交通事件界面，并填寫(xiě)堵塞或交通事故地點(diǎn)。

當(dāng)用戶到達(dá)目的地，用戶進(jìn)入結(jié)束出行界面，選擇是否結(jié)束出行，并填寫(xiě)到達(dá)小區(qū)。

用戶還可以通過(guò)其它選項(xiàng)發(fā)送其它信息，如可以對(duì)這次出行時(shí)的交通滿意度打分:很好，較好，一般，較差，很差;用戶可以發(fā)送個(gè)人信息，其包括:出行者家庭的一般情況，出行者的職業(yè)等信息。

系統(tǒng)對(duì)用戶所選擇的信息以及當(dāng)前的時(shí)間一起發(fā)送到服務(wù)器。

圖3 出行信息采集軟件Fig.3 The software for traveler information collection

2.2 起訖點(diǎn)地址與交通小區(qū)區(qū)號(hào)的匹配

OD調(diào)查中，關(guān)于起訖點(diǎn)的表示方法一般都不采用實(shí)際地址，而采用地址所在的交通小區(qū)區(qū)號(hào)，因此就需要將起訖點(diǎn)地址轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的交通小區(qū)區(qū)號(hào)。使用程序完成OD地址轉(zhuǎn)換交通小區(qū)區(qū)號(hào)的工作流程如圖4。根據(jù)交通小區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以使用程序在庫(kù)中查找地址所對(duì)應(yīng)的小區(qū)編號(hào)，進(jìn)行程序的自動(dòng)匹配了，匹配過(guò)程主要包含精確匹配、模糊匹配和人工匹配。

2.2.1 精確匹配

在原始庫(kù)中，嚴(yán)格按照地址名稱對(duì)地址數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配。例如，在數(shù)據(jù)字典中，查找地址名稱為“七公里”對(duì)應(yīng)的編號(hào)，將該編號(hào)填入對(duì)應(yīng)出行記錄名稱為“七公里”的空白小區(qū)編號(hào)處。

2.2.2 模糊匹配

在精確匹配中，要求需匹配地址記錄同原始數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄一字不差，此時(shí)才進(jìn)行小區(qū)號(hào)的匹配，然而在調(diào)查的實(shí)施過(guò)程中，不可能要求每個(gè)用戶對(duì)同一地點(diǎn)填寫(xiě)的地址都一致，而且本身地址信息有時(shí)本身就很模糊性。對(duì)精確匹配失敗的數(shù)據(jù)用模糊匹配進(jìn)行匹配。

2.2.3 人工匹配

對(duì)于精確匹配和模糊匹配不能匹配的數(shù)據(jù)用人工方式進(jìn)行匹配，對(duì)于無(wú)法匹配的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，匹配成功的數(shù)據(jù)加入到交通小區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)使交通小區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)不斷完善。

圖4 小區(qū)區(qū)號(hào)匹配流程Fig.4 OD matching process

2.3 居民出行信息統(tǒng)計(jì)分析

居民出行信息統(tǒng)計(jì)分析主要包括［7－9］:

1)出行量。出行總量，分區(qū)出行量，分時(shí)段的出行量。

2)平均出行次數(shù)。分性別的平均出行次數(shù)，分不同的年齡段統(tǒng)計(jì)出平均出行次數(shù)，分不同職業(yè)的平均出行次數(shù)，分不同的家庭平均收入水平統(tǒng)計(jì)的平均出行次數(shù)，分家庭人口的平均出行次數(shù)。

3)出行方式構(gòu)成，即各種方式占出行總量的比例，分出行目的出行方式構(gòu)成，分出行者特征的出行方式構(gòu)成，分出行時(shí)距的出行方式構(gòu)成，整體出行方式構(gòu)成。

4)出行目的結(jié)構(gòu)。統(tǒng)計(jì)各種出行目的占出行總量的比例。

5)居民出行時(shí)距。全樣本出行時(shí)距平均值，分出行目的的平均出行時(shí)距，分出行方式的平均出行時(shí)距，分區(qū)域的平均出行時(shí)距。

以上5項(xiàng)統(tǒng)計(jì)分析，通常可用坐標(biāo)柱狀圖、曲線圖、餅狀圖等表示，如圖5。

6)OD矩陣。OD矩陣也稱OD表，有矩形表和三角形表2種。通過(guò)分析OD矩陣可以得到OD發(fā)生集中專題和OD線專題，如圖6。

圖5 居民出行統(tǒng)計(jì)分析信息Fig.5 Statistical analysis of traveler information

圖6 OD統(tǒng)計(jì)圖Fig.6 Statistical analysis of OD

3 項(xiàng)目實(shí)施

由于涉及到居民的基本資料、出行方式/目的等隱私，而這些資料對(duì)于揭示城市居民出行的內(nèi)在規(guī)律有著重要的作用。這是利用手機(jī)信息進(jìn)行居民出行調(diào)查項(xiàng)目實(shí)施的最主要的障礙之一，因?yàn)樯婕暗接脩舻碾[私等問(wèn)題，然而，這并不意味著利用手機(jī)信息就不能進(jìn)行這些調(diào)查。相反，可以通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施的方案設(shè)計(jì)以及技術(shù)手段來(lái)解決。

方案的設(shè)計(jì)分成2類:①是避免隱私爭(zhēng)議的作不記名調(diào)查，也就是不需要知道用戶的真實(shí)號(hào)碼，只是做統(tǒng)計(jì)上的分析，或者對(duì)居民的電話號(hào)碼、姓名等隱私部分進(jìn)行編碼加密處理;②是招募志愿者，并確保中間環(huán)節(jié)的隱私保護(hù)，也可以借鑒GPS調(diào)查需要招募志愿者的經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)充分利用先進(jìn)交通信息服務(wù)系統(tǒng)、交通誘導(dǎo)系統(tǒng)等智能交通系統(tǒng)提供的應(yīng)用接口，通過(guò)手機(jī)信息對(duì)出行者提供交通信息服務(wù)，使出行者在提供交通信息的同時(shí)也獲得交通信息服務(wù)，從而吸引更多的出行者參與調(diào)查。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者提出了把傳統(tǒng)人工調(diào)查方法和手機(jī)信息有機(jī)的結(jié)合起來(lái)進(jìn)行居民出行調(diào)查的方法，由于手機(jī)的普及，這種方法將會(huì)得到重視。同時(shí)在今后的研究中還應(yīng)該把利用本方法得到的數(shù)據(jù)與利用其它交通信息采集方法得到的數(shù)據(jù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。

［1］王瑞.城市居民出行調(diào)查若干問(wèn)題研究［D］.西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2006.

［2］史風(fēng)林，呂廷杰.基于手機(jī)位置信息的實(shí)時(shí)路況信息服務(wù)［J］.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2008(5):47－49.

［3］Lu B，Yang L，Qin A.Mobile Traffic Data Collection/Processing and Its Applications［C］//International Conference on Transportation Engineering 2009:Volume Five.USA:ASCE，2009:3803－3807.

［4］Lu B，Huang M.A New Measure for Traffic Data Collection and Processing［C］//IEEE Computer Society.2009 Second Intelligent Computation Technology and Automation:VolumeⅢ.USA:Printing House，2009:440－443.

［5］萬(wàn)輝，王軍.基于Eclipse環(huán)境的J2ME應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.

［6］李寶峰.居民出行信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)［D］.武漢:華中科技大學(xué)，2005.

［7］嚴(yán)斌峰，張智江.基于手機(jī)信息的居民出行調(diào)查［J］.城市道橋與防洪，2007(3):46－50.

［8］黃美靈，陸百川.考慮交叉口延誤的城市道路最短路徑［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2009，28(6):1060－1063.

［9］黃美靈，陸百川.基于手機(jī)定位的交通OD數(shù)據(jù)獲取技術(shù)［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010，29(1):162－166.