基于實時路況交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)性研究

張斌　毛琳　張譯文

（1.陜西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西　西安　710064；2.西安地下鐵道有限責(zé)任公司運營分公司，陜西　西安　710000）

基于實時路況交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用相關(guān)性研究

張斌1毛琳2張譯文1

（1.陜西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西西安710064；2.西安地下鐵道有限責(zé)任公司運營分公司，陜西西安710000）

通過對實時路況與交通運行實際狀況的對比與分析，研究實時路況與路段交通量和車速的匹配關(guān)系，為利用大數(shù)據(jù)緩解交通擁堵和指導(dǎo)交通規(guī)劃的應(yīng)用研究作支撐，提供一種獲取開源及海量的數(shù)據(jù)庫思路與方法。

大數(shù)據(jù)；交通量；擁擠度

近年來，大數(shù)據(jù)概念愈發(fā)火爆，如何獲取和利用大數(shù)據(jù)緩解交通擁堵和指導(dǎo)交通規(guī)劃，越來越成為各交通管理部門和學(xué)者關(guān)注的焦點和熱點［1］。我們知道利用大數(shù)據(jù)的前提是獲得數(shù)據(jù)，而交通數(shù)據(jù)分散在不同部門，交通數(shù)據(jù)資源的條塊化分割和信息碎片化問題嚴(yán)重，如何獲取開源和海量的數(shù)據(jù)庫，成為了擺在每一個交通類數(shù)據(jù)研究者面前的重要難題［2，3］。

1　數(shù)據(jù)收集

本文主要是對西安市高新區(qū)高新四路的交通進行調(diào)查，掌握高新四路交通運行的實際狀況，與高德地圖實時路況對比，研究實時路況與路段交通量和車速的相關(guān)性。

本次調(diào)查在已有數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，于2015年3月22日16:30-19:30對高新四路（南二環(huán)段至科技路段）的交通量、車速和與其對應(yīng)的高德地圖擁擠的程度進行了調(diào)查。

交通量調(diào)查采用錄像計數(shù)法，具體觀測時間為16:30-19:30，每15min為一個觀測時段；車速調(diào)查采用車牌照法，分別在高新四路路與科技路交叉口、高新四路與南二環(huán)交叉口設(shè)置調(diào)查點，觀測時間亦為16:30-19:30。

圖1　高德地圖實時路況

2　數(shù)據(jù)分析

高德地圖表示路況擁堵程度分為4個級別：暢通、緩行、擁堵和嚴(yán)重擁堵［4］。在地圖上分別用不同的顏色表示：綠色表示暢通，黃色表示緩行，藍色表示擁堵，紅色表示嚴(yán)重擁堵［5］，如圖1所示。

為了便于數(shù)據(jù)分析，將實時路況量化為0～1之間的數(shù)據(jù)，本文定義為擁擠度，其無單位，越接近0表示越暢通，越接近1表示越擁堵［6］，其調(diào)查數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2　高新四路高德路況地圖擁擠度

高新四路的路段交通量和車速如圖3和圖4所示。其中，交通量已換算為標(biāo)準(zhǔn)車的交通量，車速是根據(jù)行程時間計算出來的，即包括其等紅綠燈的時間。

圖3　高新四路交通量（pcu）統(tǒng)計圖

圖4　高新四路車速（m/s）統(tǒng)計圖

3　交通量與擁擠度相關(guān)性研究

本文對比高新四路的交通量和擁擠度，繪制兩者之間散點圖如圖5所示，從圖5未能直觀看出交通量和擁擠度之間存在相關(guān)關(guān)系。運用Spss軟件選用皮爾遜（Pearson）相關(guān)系數(shù)對交通量和擁擠度相關(guān)性分析如表1所示。

表1中給出路Pearson簡單相關(guān)系數(shù)，相關(guān)檢驗t統(tǒng)計量的p值。從表1可以看出，交通量和擁擠度兩個指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)都在0.1以下，對應(yīng)的p值大于0.05，表示兩個變量之間的相關(guān)性較低［7］。

表1　交通量與擁擠度相關(guān)性分析表

圖5　交通量與擁擠度散點圖

表2　行程車速與擁擠度相關(guān)性分析表

圖6　行程車速與擁擠度散點圖

4　車速與擁擠度相關(guān)性研究

本文通過對比高新四路的車速和擁擠度，繪制兩者之間散點圖如圖6所示。運用Spss軟件選用皮爾遜（Pearson）相關(guān)系數(shù)對交通量和擁擠度相關(guān)性分析如表2所示。

表2中給出Pearson相關(guān)系數(shù)，相關(guān)檢驗t統(tǒng)計值的p值。從表2可以看出，車速和擁擠度兩個指標(biāo)之間的相關(guān)系數(shù)在小于0.8且大于0.3，對應(yīng)的p值小于0.05，表示兩個變量之間弱相關(guān)［8］。

5　結(jié)語

高德地圖實時交通服務(wù)能力來源主要為兩個方面。一方面，通過在全國主要城市的出租車、物流車等行業(yè)運營車輛上，裝載GPS和無線通信設(shè)備，將車輛行駛時間、時速、方向、坐標(biāo)等參數(shù)信息實時傳送到浮動車信息中心，匯總、處理后生成反應(yīng)實時道路路況的交通信息；另一方面，每天近千萬使用高德地圖在線導(dǎo)航的用戶也給高德實時交通貢獻了大量的用戶出行服務(wù)數(shù)據(jù)［9］。

故其路況的評價指標(biāo)主要為車速，和本文調(diào)查結(jié)果分析較為一致，即車速與擁擠度的相關(guān)系數(shù)大于交通量與擁擠度的相關(guān)系數(shù)。但是，對于具體某一路段，高德地圖實時數(shù)據(jù)較少，容易產(chǎn)生以偏概全的現(xiàn)象，不能和擁擠度形成一一對應(yīng)的關(guān)系，但可以在一定程度上反映路段的擁擠程度［10］。

綜上所述，高德地圖實時路況主要評價指標(biāo)為車速，可以在一定程度上反映路段的擁擠程度，為緩解交通擁堵和指導(dǎo)交通規(guī)劃的應(yīng)用研究提供數(shù)據(jù)支撐和預(yù)測依據(jù)。

［1］孔繁鈺，徐瑞華，姚勝永.交通量的支持向量回歸預(yù)測及參數(shù)選擇研究［J］.計算機工程，2007（5）：20-22，28.

［2］楊超，朱榮榮，涂然.基于智能手機調(diào)查數(shù)據(jù)的居民出行活動特征分析［J］.交通信息與安全，2015（6）：25-32.

［3］韓平，張建武，王佑武.淺析地理信息與位置大數(shù)據(jù)在地圖編制中的應(yīng)用［J］.甘肅科技，2016（1）：34-36.

［4］張昕，曾鵬，張瑞，等.交通大數(shù)據(jù)的特征及價值［J］.軟件導(dǎo)刊，2016（3）：130-132.

［5］徐紅海.智慧高速交通大數(shù)據(jù)應(yīng)用探討［J］.中國交通信息化，2016（3）：80-84.

［6］張靚.基于子集優(yōu)化的Dijkstra算法的交通最短路徑查詢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.長春：吉林大學(xué)，2015.

［7］尹宏賓，徐建閩，周其節(jié).城市交通網(wǎng)絡(luò)交通量自適應(yīng)模糊預(yù)測方法［J］.公路交通科技，1998（3）：36-38，54.

［8］沈建武，代文清.交通量、車速及交通密度關(guān)系分析［J］.武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報，1999（2）：91-93.

［9］張翠玲.交通量數(shù)據(jù)的采集與處理方法［J］.遼寧省交通高等專科學(xué)校學(xué)報，1999（2）：37-41.

［10］歐陽偉.論交通量數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析與應(yīng)用［J］.經(jīng)濟研究導(dǎo)刊，2010（19）：167-168.

Based on Real-time Road Traffic Data Applied Correlation Research

Zhang bin1Mao Lin2Zhang Yiwen1
（1.The Urban and Rural Planning and Design Institute of Shaanxi Province，Xi'an Shaanxi 710064；2.Xi'an Underground Railway Co.Ltd.Operation Branch，Xi'an Shaanxi 710000）

Abstarct:Through comparison and analysis of real time traffic and traffic operation，the matching relationship between real time traffic and road traffic volume and vehicle speed was studied，in order to support the application of large data to ease traffic congestion and to guide the traffic planning，provide a get idea and method of open source and mass database.

big data；traffic；congestion degree

U491

A

1003-5168（2016）06-0108-03

2016-05-19

張斌（1988-），男，碩士，助理工程師，研究方向：交通規(guī)劃；毛琳（1983-），女，碩士，工程師，研究方向：城市軌道交通；張譯文（1991-），男，碩士，助理工程師，研究方向：城市交通規(guī)劃。