蒲燦喬敏

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

為了給交通參與者提供實(shí)時(shí)道路交通信息，使其避開擁堵路段提高出行效率。有必要選擇可靠的交通擁堵判定指標(biāo)，并根據(jù)這些指標(biāo)對(duì)交通擁堵程度進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)定，提高交通擁堵動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)的準(zhǔn)確性。

1 指標(biāo)的定義與量化

擁堵指標(biāo)的選擇要能反映最主要和最全面的信息，常用來反映路段擁堵的指標(biāo)有V/C比和路段平均速度，而反映交叉口擁堵的指標(biāo)常用交叉口平均延誤。

V/C比：即交通量與通行能力之比，可以反映出交通設(shè)施的容納能力。

路段平均速度 v：車輛通過路段的長(zhǎng)度與所用時(shí)間之比，體現(xiàn)了交通流在特定路段的運(yùn)行暢通程度。

交叉口平均延誤時(shí)間 t：高峰期間所有車輛在交叉口延誤段長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)際行駛時(shí)間與該路段長(zhǎng)度內(nèi)按暢行速度行駛時(shí)間之差的平均值。

t——平均延誤時(shí)間（秒）

ds——總延誤（秒）

η——延誤段內(nèi)進(jìn)口道的交通量

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的預(yù)先處理

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的一致化

在多指標(biāo)評(píng)價(jià)中，有些指標(biāo)值越大越好，而有些則越小越好。在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)計(jì)算前需要對(duì)指標(biāo)進(jìn)行一致化處理。常用的處理方式有差式轉(zhuǎn)換和商式轉(zhuǎn)換。

2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化主要是對(duì)指標(biāo)做無綱量化處理。本文僅介紹“極值法”對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。如果令Mj=max(xij)，mj=min(xij)

則 Xij*=(xij-mj)/(Mj-mj)是無量綱的，且 Xij*∈(0,1)。

3 交通運(yùn)行狀態(tài)分類原理

當(dāng)極大型指標(biāo)xj（j=1，2，…，m）的取值都很接近于 1時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀況可認(rèn)為是整體協(xié)調(diào)的；當(dāng)xj（j=1，2，…，m）的取值都很接近于0時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀況雖然也是整體協(xié)調(diào)的，但其整體效益偏低。當(dāng)系統(tǒng)指標(biāo)的取值大小不一時(shí)，則該系統(tǒng)的運(yùn)行狀況是整體不協(xié)調(diào)的，其整體效益也不高?；谝陨戏治?，給出如下定義：

定義 1：對(duì)給定的 x*=(x1*，x2*，…，xm*)T∈D (xj*＞0)，x=(x1，x2，…，xm)T∈D 對(duì)任意 x=(x1，x2，…，xm)T∈D，若有不等式：xj≥xj*(j=1，2，…，m)成立，則稱x連同x*為D中的有效點(diǎn)，其中x*是預(yù)先設(shè)定的。D中所有有效點(diǎn)構(gòu)成的集合稱為D的有效子集，即為A。

定義 2：對(duì)給定的 x**=(x1**，x2**，…，xm**)T∈D(xj**＞0)，對(duì)任意的 x=(x1，x2，…，xm)T∈D，至少對(duì)某一個(gè) k，有不等式： xk

令集合B=D-A-C，且A、B、C兩兩之間的交集均互為空集。由定義1、2可知，落在子集A內(nèi)的點(diǎn)（即時(shí)刻的交通運(yùn)行狀況），就處于協(xié)調(diào)發(fā)展、整體效益高的運(yùn)行狀態(tài)；落在子集C內(nèi)的點(diǎn)，就處于協(xié)調(diào)發(fā)展程度差、整體效益偏低的狀態(tài)。

當(dāng)D?Rm時(shí)，即指標(biāo)向量為m維時(shí)，應(yīng)用歐式距離公式，

x*=(x1*，x2*，…，xm*)T滿足方程：

同理x**也滿足上述方程。

同時(shí)規(guī)定：落在子集A、B、C內(nèi)的點(diǎn)，分別稱其為第1、2、3類運(yùn)行水平。

4 分類狀態(tài)指標(biāo)的交通擁堵評(píng)價(jià)應(yīng)用

4.1 運(yùn)行狀態(tài)分類

基于以上原理，引入變量x***和x****將城市交通運(yùn)行狀況分為優(yōu)、良、一般、較差、差。并選用飽和度、路段平均速率、交叉口延誤三個(gè)極小型指標(biāo)。

令， x*=(x1*，x2*，…，xm*)T滿足方程：

同理x**、x***和x****也滿足上述方程，因此取評(píng)價(jià)函數(shù)為：

根據(jù)城市交通運(yùn)行狀態(tài)分級(jí)，表示為：

當(dāng)y≤(r*)2時(shí)，交通運(yùn)行狀況狀態(tài)為優(yōu)；

當(dāng)(r*)2

當(dāng)(r**)2

當(dāng)(r***)2

當(dāng)y＞(r****)2時(shí)，交通運(yùn)行狀況狀態(tài)為差。

其中，(r*)2、(r**)2、(r***)2和(r****)2即為綜合評(píng)價(jià)的限值。

4.2 分類評(píng)價(jià)限值的計(jì)算

查表如下信息：

表1 服務(wù)水平與飽和度、速度、延誤的關(guān)系

根據(jù)以上等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將服務(wù)水平為A、B等級(jí)的交通運(yùn)行狀況定義為優(yōu)，服務(wù)水平為C、D、E、F等級(jí)的交通運(yùn)行狀況依次定義為良、一般、較差和差。其中，路段平均速率以城市快速路為例，機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)速度為80公里/小時(shí)?？傻盟俾蕿?/[80×(1-30%)]≈0.0179，同理得交通運(yùn)行狀況分別為優(yōu)、良、一般、較差、差情況下速率值分別為：≤0.0179、0.0179-0.0227、0.0227-0.0313、0.0313-0.0417、＞0.0417。 由此可得評(píng)價(jià)指標(biāo)的限值，如表2所示。

由于最小速度為0不切實(shí)際，因此取為10公里/小時(shí)，最大速度取設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)。由此得路段平均速率極值為0.1和0.0125。再將指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理后，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)的限值，如下表3所示。

由各限值可以計(jì)算得到綜合評(píng)價(jià)函數(shù)的限值r*、r**、r***、r****分別為0.412、0.729、1.226、1.901。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)限值(原始值)和極值

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)限值

由此，把實(shí)測(cè)的飽和度、路段平均速度、路段行程延誤值按上述方法處理后與限值進(jìn)行對(duì)照，看其值落入哪個(gè)區(qū)間，從而判定交通擁堵狀況。

5 結(jié)論

本文將飽和度、路段平均速率、行程延誤綜合用于計(jì)算各類交通狀態(tài)的限值，據(jù)此評(píng)價(jià)城市道路交通擁堵情況，并將此擁堵狀態(tài)作為交能誘導(dǎo)的依據(jù)，為交通擁堵管理、道路交通系統(tǒng)方案優(yōu)化提供決策依據(jù)。

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