趙江濤 陳樂(lè)甜 裴文昭 林亨

摘? 要：在新一輪“碳達(dá)峰，碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)面前，基于城市道路車(chē)輛行駛特征的調(diào)研有助于推動(dòng)城市綠色高效交通的發(fā)展。該研究選取溫州沿江甌江路桃花島路段作為研究對(duì)象，基于攝像采集的方式觀(guān)察統(tǒng)計(jì)選定路線(xiàn)上的車(chē)輛流的變化情況，從道路不同車(chē)型占比、車(chē)輛行駛速度、車(chē)道換道率等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，觀(guān)測(cè)路段小轎車(chē)車(chē)型的行駛速度呈現(xiàn)出一定的時(shí)間蟄伏特征，而貨車(chē)車(chē)型相對(duì)規(guī)律，保持穩(wěn)定的速度在路段上行駛。同時(shí)，車(chē)道平均密度與車(chē)道換道率有一定的正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：交通流特征；城區(qū)道路；統(tǒng)計(jì)分析；車(chē)道換道率；攝像采集

中圖分類(lèi)號(hào)：C913.32? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2024）19-0155-05

Abstract： In front of the new strategic goal of "carbon peak， carbon neutralization"， the research based on the driving characteristics of urban road vehicles will help to promote the development of urban green and efficient transportation. In this study， the Taohua Island section of Oujiang Road in Wenzhou is selected as the research object， and the changes of vehicle flow on the selected route are observed and counted based on camera collection. The data are statistically analyzed from the aspects of the proportion of different types of vehicles， vehicle speed， lane change rate and so on. The results show that the driving speed of the car model in the observed road section shows a certain time dormant characteristic， while the truck model keeps the relatively stable speed on the road section. At the same time， there is a certain positive correlation between the average lane density and the lane change rate.

Keywords： traffic flow characteristics; urban roads; statistical analysis; lane change rate; camera collection

作為浙南閩北贛東區(qū)域的中心城市，溫州近年來(lái)在積極推動(dòng)“5+5”產(chǎn)業(yè)集群迭代發(fā)展方面取得了顯著進(jìn)展，人們的生活品質(zhì)得到了顯著提升。根據(jù)溫州市統(tǒng)計(jì)局的結(jié)果，截至2022年末，溫州機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)到305.6萬(wàn)輛，其中私人汽車(chē)保有量達(dá)到252.4萬(wàn)輛[1]。產(chǎn)業(yè)的急劇擴(kuò)張和人口的持續(xù)增長(zhǎng)讓城市人口流動(dòng)性的需求不斷增長(zhǎng)，伴隨產(chǎn)生的交通擁堵、環(huán)境污染和交通事故等問(wèn)題，對(duì)城市交通體系提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

致力于城市交通體系科學(xué)建設(shè)和改善城市交通出行的質(zhì)量，不同學(xué)者圍繞城市路網(wǎng)交通運(yùn)行特征、人員出行駕駛行為和交通信號(hào)處理等方面進(jìn)行研究。景超[2]通過(guò)討論人車(chē)交通流規(guī)模特性、人車(chē)交通流速度特性、人車(chē)交通流延誤特性等因素，建立了韋布爾分布模型來(lái)研究行人過(guò)街特性。王芳等[3]綜合分析重慶市20個(gè)互統(tǒng)立交節(jié)點(diǎn)的內(nèi)環(huán)高速公路的交通路況，從日均車(chē)流、車(chē)形組成、車(chē)輛速度等方面對(duì)公交車(chē)客運(yùn)舒適性進(jìn)行分析。I?toka等[4]基于調(diào)研城市中小學(xué)放學(xué)后兒童過(guò)馬路的速度參數(shù)，根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多線(xiàn)性回歸開(kāi)發(fā)了2個(gè)兒童穿越路口模型。陳旸等[5]通過(guò)視頻攝像技術(shù)調(diào)研了馬鞍山市部分無(wú)信號(hào)控制路段下的行人和車(chē)輛通行速度，為城市交通管理部門(mén)對(duì)混合交通流的改善優(yōu)化提供參考。王海鯤等[6]通過(guò)實(shí)地調(diào)查上海城區(qū)快速路、主干道和次干道等典型道路上的機(jī)動(dòng)車(chē)行駛特征和交通狀況，指出較差的行車(chē)條件和頻繁加速或怠速將造成較高的碳排放。李林波等[7]分別從定性和定量2個(gè)方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的路段車(chē)速、交通量指標(biāo)進(jìn)行擁堵?tīng)顟B(tài)分析，指出車(chē)型是影響交通擁堵的重要因素之一。

在新一輪的“碳達(dá)峰，碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)面前，基于城市道路車(chē)輛行駛特征的調(diào)研有助于推動(dòng)城市綠色高效交通的發(fā)展。基于此，本研究選取溫州沿江甌江路桃花島路段作為研究對(duì)象，基于攝像采集的方式觀(guān)察統(tǒng)計(jì)選定路線(xiàn)上的車(chē)輛流的變化情況，從道路不同車(chē)輛占比、車(chē)輛行駛速度、車(chē)道流量等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，為城市道路交通管理和道路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供相應(yīng)的分析依據(jù)。

1? 車(chē)道交通流數(shù)據(jù)采集與提取

1.1? 數(shù)據(jù)采集的方案

本次調(diào)查選取了溫州城區(qū)典型的單向雙車(chē)道路段，為甌江路桃花島路段，如圖1所示。甌江路桃花島路段，北側(cè)毗鄰甌江，南側(cè)坐擁桃花島體育休閑公園，附近還有中小學(xué)校舍和小區(qū)居民樓，人員出行具有方式多樣且流動(dòng)頻繁的特點(diǎn)。同時(shí)作為連接溫州城區(qū)東西走向的重要交通路段，其交通流量大，車(chē)輛變道復(fù)雜。為觀(guān)察統(tǒng)計(jì)該該典型城區(qū)路段的交通特征，在回避風(fēng)雨天氣干擾的基礎(chǔ)上，分別選擇工作日和非工作日的早、晚高峰時(shí)段各0.5 h（7：00—7：30，17：30—18：00）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析。

為保證道路交通流統(tǒng)計(jì)的精準(zhǔn)，利用測(cè)距輪在桃花島體育休閑公園東路口向西250 m左右位置向西量測(cè)50 m作為調(diào)研路段，路段西側(cè)距離新田路交叉口約有350 m，路段示意圖如圖2所示。通過(guò)無(wú)人機(jī)懸停在量測(cè)路段的上空，調(diào)整云臺(tái)確保無(wú)人機(jī)攝像范圍能夠覆蓋目標(biāo)路段，同時(shí)，在測(cè)量路段的出入口分別架設(shè)數(shù)碼相機(jī)用于輔助記錄道路車(chē)輛的進(jìn)出情況。本次調(diào)研和研究所用的設(shè)備信息情況匯總于表1。

1.2? 數(shù)據(jù)提取和分類(lèi)

將無(wú)人機(jī)和數(shù)碼相機(jī)采集的視頻數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中，通過(guò)視頻剪輯軟件對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分段和編號(hào)處理，處理流程如圖3所示。根據(jù)分段視頻可以分別讀取第i輛車(chē)進(jìn)入和離開(kāi)觀(guān)測(cè)路段的時(shí)間t1，i和t2，i，則車(chē)輛在觀(guān)測(cè)路段的車(chē)輛平均速度、車(chē)道平均流量、車(chē)道平均密度可以通過(guò)式（1）—式（3）進(jìn)行表示[8]。根據(jù)GB/T 3730.1—2022《汽車(chē)、掛車(chē)及汽車(chē)列車(chē)的術(shù)語(yǔ)和定義 第1部分：類(lèi)型》的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)視頻采集的車(chē)輛類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別，并依據(jù)我國(guó)新能源車(chē)牌的顏色標(biāo)識(shí)對(duì)傳統(tǒng)燃油車(chē)和新能源汽車(chē)進(jìn)行分類(lèi)。

式中：L為觀(guān)測(cè)路段的距離，本觀(guān)測(cè)路段為50 m；N為觀(guān)測(cè)時(shí)段內(nèi)的車(chē)輛數(shù)；T為觀(guān)測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度。

2? 交通特征統(tǒng)計(jì)分析

2.1? 不同時(shí)間段的車(chē)型統(tǒng)計(jì)特征

圖4分別給出了觀(guān)測(cè)路段在工作日和非工作日的早、晚高峰時(shí)間段車(chē)輛的統(tǒng)計(jì)情況。對(duì)于工作日和非工作日不同時(shí)間段統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，晚高峰期間通過(guò)觀(guān)測(cè)，路段的車(chē)輛均要多于早高峰時(shí)間段，說(shuō)明該路段在晚高峰期間面臨更大的交通壓力；同時(shí)，不同車(chē)道上車(chē)輛的通行狀況有所不同，小轎車(chē)、SUV、客車(chē)以及貨車(chē)等均更偏好于車(chē)道2上行駛，在車(chē)道2上通過(guò)的數(shù)量要多于車(chē)道1上的數(shù)量。通過(guò)觀(guān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，在車(chē)道2的右側(cè)設(shè)有2.7 m寬非機(jī)動(dòng)車(chē)道，相比車(chē)道1左側(cè)的分隔柵欄而言，車(chē)道2具有更寬的通行車(chē)道和更廣的駕駛視野，這使得車(chē)輛在行駛過(guò)程中通常會(huì)借用非機(jī)動(dòng)車(chē)道獲得更好的駕駛條件。此外，觀(guān)測(cè)路段在非工作日的通行車(chē)輛總數(shù)要少于工作日，說(shuō)明非工作日觀(guān)測(cè)路段的通行環(huán)境優(yōu)于工作日，且SUV車(chē)型和客車(chē)車(chē)型在早高峰期間的數(shù)量下降為0，從側(cè)面也說(shuō)明人們?cè)诜枪ぷ魅諟p少了早起出行。

目前，溫州為打造國(guó)內(nèi)重要新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)集群和推廣應(yīng)用示范城市制定了支持新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及推廣應(yīng)用若干政策措施，大力推廣新能源汽車(chē)應(yīng)用。從觀(guān)測(cè)路段的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，在工作日和非工作日分別有173輛和127輛新能源車(chē)通過(guò)，占通行車(chē)輛總數(shù)的23.16%和21.97%，說(shuō)明新能源車(chē)型已經(jīng)在溫州交通方式中已經(jīng)形成一定的數(shù)量規(guī)模。圖5進(jìn)一步給出觀(guān)測(cè)路段新能源車(chē)型統(tǒng)計(jì)特征圖。通過(guò)觀(guān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，新能源的小轎車(chē)和SUV車(chē)型因?yàn)檎加醒a(bǔ)貼政策的優(yōu)勢(shì)，在新能源總車(chē)型中占有9成多的比例，而新能源貨車(chē)和客車(chē)車(chē)型的比例相對(duì)較低，說(shuō)明仍存在較大的發(fā)展空間。當(dāng)?shù)卣梢酝ㄟ^(guò)不斷加大混合動(dòng)力公交車(chē)和新能源公交車(chē)的投入，來(lái)提升新能源客車(chē)在交通出行占比中的份額。

2.2? 不同車(chē)型的速度統(tǒng)計(jì)特征

進(jìn)一步分析道路交通流的狀況，圖6和圖7分別給出小轎車(chē)和貨車(chē)車(chē)型通行觀(guān)測(cè)路段的統(tǒng)計(jì)特征。對(duì)于小轎車(chē)而言，大部分車(chē)輛通過(guò)觀(guān)測(cè)路段的平均速度在5～10 m/s（18～36 km/h），能維持36 km/h以上平均速度通過(guò)觀(guān)測(cè)路段的車(chē)輛分別占工作日和非工作日小轎車(chē)車(chē)型總車(chē)輛的19.50%和25.32%，同時(shí)工作日的晚高峰時(shí)間段還有12輛小轎車(chē)的平均速度在0～5 m/s（0～18 km/h），而非工作日沒(méi)有平均車(chē)速小于18 km/h的通行車(chē)輛，這說(shuō)明非工作日該路段的通行路況要優(yōu)于工作日。此外，分析每個(gè)速度區(qū)間的平均車(chē)速發(fā)現(xiàn)，非工作日小轎車(chē)的平均車(chē)速要高于工作日小轎車(chē)的平均速度，并且通行車(chē)輛在低速通過(guò)觀(guān)測(cè)路段時(shí)呈現(xiàn)較大的速度差異，但隨著車(chē)輛行駛速度的增加逐步趨于一致，符合實(shí)際道路對(duì)車(chē)輛限行的規(guī)定。

通常而言，貨車(chē)由于載重量大，制動(dòng)性能差而有更高的速度限制要求。通過(guò)圖7可以發(fā)現(xiàn)，大部分貨車(chē)的平均速度在5～10 m/s（18～36 km/h），且工作日和非工作日貨車(chē)車(chē)型能超過(guò)36 km/h以上平均速度，通過(guò)觀(guān)測(cè)路段的占貨車(chē)車(chē)型總車(chē)輛的9.10%和10.17%，其占比是要低于小轎車(chē)車(chē)型的，從側(cè)面說(shuō)明車(chē)道上通行速度較快的小轎車(chē)會(huì)受到通行速度較慢的貨車(chē)等的阻礙，而會(huì)采取制動(dòng)降低通行的平均速度。同時(shí)，觀(guān)測(cè)路段通行的貨車(chē)數(shù)量在工作日和非工作日基本保持穩(wěn)定，并沒(méi)有呈現(xiàn)出較明顯的時(shí)間蟄伏特點(diǎn)。此外，分析每個(gè)速度區(qū)間的平均車(chē)速發(fā)現(xiàn)，貨車(chē)車(chē)型的平均速度變化同小轎車(chē)車(chē)型具有相似性，得益于非工作車(chē)輛通行總量的減少，其貨車(chē)的平均車(chē)速要高于工作日貨車(chē)的平均速度。

2.3? 觀(guān)測(cè)路段車(chē)輛換道統(tǒng)計(jì)特征

為了能保持較快的通行速度，行駛車(chē)輛在單向雙車(chē)道路段往往會(huì)根據(jù)自身駕駛條件而采取是否換道。車(chē)輛換道是可以提高車(chē)道的利用率，但頻繁地?fù)Q道也會(huì)誘發(fā)干擾原車(chē)道后車(chē)的正常行駛或造成交通事故[9]。通過(guò)分析觀(guān)測(cè)路段車(chē)道換道場(chǎng)景可以發(fā)現(xiàn)，圖8（a）場(chǎng)景中灑水車(chē)后的小轎車(chē)為了超過(guò)前置的慢車(chē)而采取換道的策略，相比圖8（b）中的貨車(chē)后的小轎車(chē)換道來(lái)說(shuō)，圖8（b）場(chǎng)景中目標(biāo)車(chē)道后車(chē)的速度受到此次換道的影響，進(jìn)而影響了其后的車(chē)輛行駛速度?？梢?jiàn)，在車(chē)道上當(dāng)車(chē)輛換道時(shí)對(duì)當(dāng)前時(shí)刻車(chē)道密度大的車(chē)道影響會(huì)更加明顯。

為進(jìn)一步分析觀(guān)測(cè)路段車(chē)輛換道的統(tǒng)計(jì)特征，分別計(jì)算不同早、晚高峰時(shí)間段下整個(gè)車(chē)道的車(chē)輛換道率、車(chē)道平均密度和車(chē)道平均流量，如圖9所示?？梢园l(fā)現(xiàn)，車(chē)道平均密度與車(chē)道換道率有一定的正相關(guān)性，對(duì)于車(chē)道平均密度大的時(shí)間段，其通常也具有相對(duì)高的車(chē)輛換道率，說(shuō)明受行車(chē)環(huán)境的影響，駕駛?cè)藛T會(huì)在較高車(chē)輛密度的情況下選擇通過(guò)換道來(lái)提升自己的車(chē)輛行駛速度。同時(shí)，分析車(chē)道平均流量可以發(fā)現(xiàn)，車(chē)道的平均流量將在車(chē)道平均密度較小時(shí)隨著換道率的上升而有所提高。這也說(shuō)明，在車(chē)道車(chē)輛密度不高的情況下，換道是有助于車(chē)道流量的提升，而一旦車(chē)道密度上升之后，通過(guò)車(chē)輛換道提升車(chē)道流量的效果不明顯。

3? 結(jié)束語(yǔ)

本文以溫州城區(qū)甌江路桃花島路段為觀(guān)測(cè)路段，基于攝像采集的方式觀(guān)察統(tǒng)計(jì)車(chē)輛通行的變化情況，從車(chē)道上不同車(chē)輛占比、車(chē)輛行駛速度、車(chē)輛換道率等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到相關(guān)結(jié)果如下。

1）觀(guān)測(cè)路段在非工作日的通行車(chē)輛總數(shù)要少于工作日，非工作日觀(guān)測(cè)路段的通行環(huán)境優(yōu)于工作日；且由于非機(jī)動(dòng)車(chē)道的存在，車(chē)輛在行駛過(guò)程中會(huì)優(yōu)先選擇靠近非機(jī)動(dòng)車(chē)道的車(chē)道上行駛以獲得更好的駕駛條件。

2）觀(guān)測(cè)路段小轎車(chē)車(chē)型的行駛速度呈現(xiàn)出一定的時(shí)間蟄伏特征，非工作日小轎車(chē)的平均車(chē)速要高于工作日小轎車(chē)的平均速度，晚高峰的車(chē)輛要多于早高峰道路車(chē)輛；而貨車(chē)車(chē)型相對(duì)規(guī)律保持穩(wěn)定的速度在路段上行駛，車(chē)道上通行速度較快的小轎車(chē)會(huì)受到通行速度較慢的貨車(chē)等的阻礙，從而會(huì)采取制動(dòng)降低通行的平均速度。

3）車(chē)道平均密度與車(chē)道換道率有一定的正相關(guān)性；在車(chē)道車(chē)輛密度不高的情況下?lián)Q道是有助于車(chē)道流量的提升，而一旦車(chē)道密度上升之后，通過(guò)車(chē)輛換道提升車(chē)道流量的效果不明顯。

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