檢測(cè)器布設(shè)對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)精度影響研究

程敏茜，楊智豪，王嘉文

（上海理工大學(xué) 管理學(xué)院，上海 200093）

0 引言

交通網(wǎng)絡(luò)是城市穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵系統(tǒng)。隨著城市路網(wǎng)的發(fā)展，城市交通擁堵日益嚴(yán)重，大量的道路建設(shè)已經(jīng)不能滿足車輛日益增長(zhǎng)的需求，改善城市路網(wǎng)，提高交通路網(wǎng)的效率成為緩解交通擁堵的出路。路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性是交通路網(wǎng)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)之一，其定義為交通路網(wǎng)中所有車輛在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成其行程的概率［1］。交通斷面檢測(cè)器作為路網(wǎng)數(shù)據(jù)的主要來源之一，為行程時(shí)間可靠性的評(píng)價(jià)提供了可靠的參數(shù)支持。目前，交通斷面檢測(cè)器并沒有完全均勻的分布在交通路網(wǎng)，檢測(cè)器的布設(shè)將影響路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性的估計(jì)。分析不同的檢測(cè)器布設(shè)情況對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)的影響，可以助力交通路網(wǎng)的控制與管理優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高城市路網(wǎng)的服務(wù)水平。

目前，有許多學(xué)者研究了行程時(shí)間可靠性對(duì)交通路網(wǎng)評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)。Asakura［2］等人給出了行程時(shí)間可靠性的定義，其定義為路網(wǎng)中的車輛在一定條件下預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成其行程的可能性；Wakabayashi［3］等人率先引入了行程時(shí)間可靠性作為路網(wǎng)性能的主要評(píng)估指標(biāo)體系，并說明了增強(qiáng)路網(wǎng)安全性的重要含義；Higatani［4］等人根據(jù)收集的道路交通流數(shù)據(jù)，對(duì)比了可靠性估計(jì)指數(shù)（包含平均行程時(shí)間、第95 百分位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)及緩沖時(shí)間）的特征，進(jìn)而研究了事故對(duì)行程時(shí)間可靠性的負(fù)面影響；姜乙甲［5］通過浮動(dòng)車調(diào)查收集了北京市的路網(wǎng)行駛歷史數(shù)據(jù)，并采用加權(quán)分析法和時(shí)間樹法定量分析路網(wǎng)出行的時(shí)間可信度；劉秋杰［6］系統(tǒng)總結(jié)了城市道路網(wǎng)絡(luò)的可靠性調(diào)研文獻(xiàn)，對(duì)各種可靠性理論和計(jì)算方法進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，對(duì)行程時(shí)間可靠性和容量可靠性加以總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上給出了各種綜合可靠性評(píng)估指標(biāo)體系，并通過雙層規(guī)劃模型量化分析。路網(wǎng)檢測(cè)器的布設(shè)也有一定的研究，姜桂艷［7］首先探討了利用固定道路檢測(cè)器優(yōu)化布置的途徑，預(yù)先給出了若干種檢測(cè)器等距離布設(shè)方法，通過交通速度數(shù)據(jù)對(duì)道路行程時(shí)間作出估計(jì)，選擇出滿足預(yù)測(cè)精度條件的檢測(cè)器布設(shè)方法；儲(chǔ)浩［8］研究了根據(jù)行程時(shí)間估計(jì)的對(duì)檢測(cè)器布設(shè)密度最優(yōu)估計(jì)的方式，并認(rèn)為檢測(cè)器布置得越密，測(cè)量的總行程時(shí)間更貼近于實(shí)際行程時(shí)間，但是探測(cè)器的布設(shè)密度必須區(qū)間于某個(gè)合理范圍；Liu［9］等人探討了在交通檢測(cè)器不同布設(shè)距離下的車輛行程時(shí)間的估算方式，研究表明不同擁擠程度的道路需要進(jìn)行不同密度的檢測(cè)器布設(shè)；Feng［10］等人利用了兩種最基本的行程時(shí)間預(yù)期和評(píng)估算子，建立了行程時(shí)間預(yù)期—估算精度、探測(cè)器的布設(shè)距離和監(jiān)測(cè)車樣本量相互之間的聯(lián)系；Joonhyo［11］等人給出了基于遺傳算法的優(yōu)化算法，來探討檢測(cè)器的速度和數(shù)量對(duì)路段行程時(shí)間的估計(jì)準(zhǔn)確性的影響。

綜上文獻(xiàn)可知，行程時(shí)間可靠性的估計(jì)大多是基于路網(wǎng)中車輛交通流數(shù)據(jù)中車輛的行程時(shí)間數(shù)據(jù)。對(duì)車輛行程時(shí)間的監(jiān)測(cè)可以通過交通斷面數(shù)據(jù)、車輛軌跡數(shù)據(jù)和浮動(dòng)車數(shù)據(jù)等。在大多城市中，交通斷面數(shù)據(jù)的獲取較其他的獲取方式要更為容易［12］。研究表明檢測(cè)器的不同布設(shè)方式將會(huì)影響車輛行程時(shí)間的估計(jì)，現(xiàn)有的路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)方法并沒有考慮對(duì)路網(wǎng)數(shù)據(jù)來源檢測(cè)器布設(shè)對(duì)其估計(jì)精度影響，研究檢測(cè)器布設(shè)對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)精度的影響對(duì)路網(wǎng)可靠性領(lǐng)域的研究具有重要的意義和價(jià)值。

本文考慮了檢測(cè)器布設(shè)的數(shù)量和密度，從兩個(gè)方面分別對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)的精度作出分析，提出了5 個(gè)不同的方案，并作仿真驗(yàn)證。

1 路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性

行程時(shí)間可靠性概念分為兩類：

第一類行程時(shí)間可靠性概念將出行者在路網(wǎng)中的實(shí)際行程時(shí)間與期望值進(jìn)行比較，得出出行者實(shí)際出現(xiàn)所需時(shí)間在期望值范圍之內(nèi)的概率，其定義式為

其中，T為出行者路網(wǎng)行程時(shí)間，T0為行程時(shí)間閾值。

第二類行程時(shí)間可靠性定義，將行程時(shí)間可靠性界定為行程時(shí)間變化率低于一定閾值的概率，其定義式為

其中，t1為實(shí)際行程時(shí)間（s）；t0為理想狀態(tài)下的行程時(shí)間（s）；θ為行程時(shí)間變化率閾值，體現(xiàn)了在路網(wǎng)狀況隨機(jī)波動(dòng)狀態(tài)下的整體服務(wù)水平。

相較于第一類行程時(shí)間可靠性概念，第二類行程時(shí)間可靠性概念的研究仍不成熟，尚未有研究指出其變化率取值范圍與服務(wù)水平要求有明確關(guān)系，使得可靠性評(píng)價(jià)結(jié)果不能與不同服務(wù)水平要求相對(duì)應(yīng)。因此，本文以第一類行程時(shí)間可靠性概念為基礎(chǔ)，對(duì)檢測(cè)器在路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性中產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。

綜合現(xiàn)有的研究成果可知，大部分研究者主要是從微觀影響因素和宏觀影響因素兩方面對(duì)行程時(shí)間可靠性進(jìn)行分析。微觀影響因素主要包括出行特征（出行費(fèi)用、行程時(shí)間等）和出行者個(gè)人特征（年齡、性別、職業(yè)、教育程度、收入水平、出行目的、出行方式等）；宏觀影響因素通常會(huì)體現(xiàn)在微觀影響因素上，只有在跨越市級(jí)以上的區(qū)域時(shí)才需要考慮宏觀影響因素，而本文的模擬研究路網(wǎng)較小，因此并不需要對(duì)宏觀因素的影響展開深入探討。

在本文研究的行程時(shí)間可靠性概念模型中，行程時(shí)間可靠性的微觀影響因素主要體現(xiàn)在路段自由流行程時(shí)間、出行者的行程時(shí)間以及出行者的出行預(yù)留時(shí)間上。通過對(duì)各路段自由流的行程時(shí)間與出行者的出行預(yù)留時(shí)間的數(shù)值確定，評(píng)價(jià)出行者的行程時(shí)間閾值。通過對(duì)出行者的行程時(shí)間與行程時(shí)間閾值的確定，以行程時(shí)間可靠性概念模型為基準(zhǔn)，得出路網(wǎng)的行程時(shí)間可靠性。因此，為了能夠準(zhǔn)確地對(duì)行程時(shí)間可靠性作出評(píng)價(jià)，需要先對(duì)行程時(shí)間模型、行程時(shí)間閾值模型以及路段自由流模型進(jìn)行模型構(gòu)建。

2 模型建立

2.1 行程時(shí)間模型

從第一類行程時(shí)間可靠性概念可知，行程時(shí)間模型是行程時(shí)間可靠性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。在路網(wǎng)可靠性研究中，學(xué)者們大多都以美國(guó)聯(lián)邦公路局（Bureau of Public Roads，簡(jiǎn)稱BPR）的路段行程時(shí)間模型確定路段的行程時(shí)間，是在城市路網(wǎng)模型中典型的路網(wǎng)模型之一，T為路段的行程時(shí)間數(shù)學(xué)表達(dá)式為

其中，t為路段自由流的行程時(shí)間；Q為路段的交通流量（pcu／h）；C為路段的通行能力（pcu／h）；β，k為待標(biāo)定參數(shù)；BPR 推薦值＝0.15，k ＝4。

2.2 路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性模型

根據(jù)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性的定義，路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性可表達(dá)為車輛通過路網(wǎng)的行程時(shí)間小于行程時(shí)間閾值的概率，同時(shí)在紀(jì)魁［13］的研究中，一般將路網(wǎng)中的車輛行程時(shí)間視作正態(tài)分布，因此可以通過BPR 模型的行程時(shí)間可靠性估計(jì)數(shù)學(xué)表達(dá)式中得出，式（4）～式（6）：

其中，Ti為車輛通過路段i的行程時(shí)間（s）；ti為路段i的自由流行程時(shí)間（s）；Qi為路段i的交通流量（pcu／h）；Ci為路段i的通行能力（pcu／h）；β與k分別取0.15 與4。

因此，可以得到行程時(shí)間可靠性表達(dá)式（7）：

2.3 自由流行程時(shí)間模型

在本研究中，自由流行程時(shí)間即為機(jī)動(dòng)車在交通量很小的條件下，通過沒有信號(hào)交叉口的城市干道的路段所需的平均時(shí)間。由于本文采用模擬路網(wǎng)進(jìn)行研究，因此車輛在自由流中行駛的速度可以由該種車輛的期望車速替代，可以得到自由流行程時(shí)間Tfree的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

其中，Tfree為自由流行程時(shí)間（s）；L為路段長(zhǎng)度（m）；Vi為車輛期望車速（m／s）。

2.4 行程時(shí)間閾值模型

行程時(shí)間閾值是出行者完成一次出現(xiàn)所用的最大行程時(shí)間，是本文行程時(shí)間可靠性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在Bell［14］等人的研究中，基于實(shí)際出行者行程時(shí)間的視角考慮，將行程時(shí)間閾值設(shè)定為在路段內(nèi)自然流行程時(shí)間的1.1 倍，該取值可以按照實(shí)際研究需求的精度進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。而程天琪［15］在Bell 等人的研究基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的研究，在充分考慮出行者行程時(shí)間的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將出行者出行的預(yù)留時(shí)間與出行者行程時(shí)間相結(jié)合，為行程時(shí)間閾值作出了更加精準(zhǔn)可靠的定義，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

其中，ht為出行者的平均預(yù)留時(shí)間；t為出行者的平均行程時(shí)間；t0為—路段自由流行程時(shí)間。

3 仿真設(shè)置

3.1 仿真路網(wǎng)

為研究路網(wǎng)中檢測(cè)器布置方式對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度的影響，本研究以4×4 的規(guī)則路網(wǎng)為例，其中將各路口進(jìn)口道界定為4 條車道，出口路界定為3 條車道，每一條機(jī)動(dòng)車道長(zhǎng)度設(shè)定為3.5 m，而每?jī)蓷l交叉口中間的道路總長(zhǎng)度設(shè)定為500 m，繪制路網(wǎng)底圖如圖1 所示。

圖1 仿真路網(wǎng)交叉口及路網(wǎng)圖Fig.1 Simulate road network intersections and road network drawings

3.2 信號(hào)配時(shí)

本文使用VISSIM 的內(nèi)建固定配時(shí)信號(hào)控制作為路網(wǎng)的信號(hào)控制機(jī)，在每個(gè)交叉口中，皆具有4 個(gè)信號(hào)相位，既4 個(gè)信號(hào)燈組。分別是第一相位東西方向直行與右轉(zhuǎn)26 s、第二相位東西方向左轉(zhuǎn)26 s、第三相位南北方向直行與右轉(zhuǎn)25 s、第四相位南北方向左轉(zhuǎn)25 s，在每個(gè)相位之間存在3 s 的黃燈與2 s的全紅時(shí)間用以清除交叉口內(nèi)的行駛車輛，防止車輛堆積在交叉口內(nèi)。交叉口一個(gè)信號(hào)周期時(shí)間為120 s，具體信號(hào)配時(shí)圖如圖2 所示。

圖2 信號(hào)配時(shí)圖Fig.2 Signal timing

3.3 車輛輸入

為了避免路網(wǎng)中車輛輸入不均衡所造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏差，本研究將各個(gè)路段輸入交通量均設(shè)為2 000 pcu／h。車流車輛以小汽車占比91%、大型貨車占比3%、公交車占比6%構(gòu)成，其中小汽車期望車速設(shè)置為50 km／h，大型貨車期望車度設(shè)置為40 km／h，公交車期望車速設(shè)置為30 km／h。

3.4 檢測(cè)器布設(shè)方案

為研究在路網(wǎng)中不同的檢測(cè)器布設(shè)方案對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度的影響，本研究設(shè)置了5 種檢測(cè)器分布方案，從檢測(cè)器在路網(wǎng)中設(shè)置的全面性、密度等方面對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性進(jìn)行研究。

方案一：在每個(gè)東西方向的路段布設(shè)一個(gè)檢測(cè)器，南北方向的路段均未布設(shè)檢測(cè)器如圖3 所示，檢測(cè)器檢測(cè)布設(shè)路段上500 m 內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)。

圖3 檢測(cè)器布設(shè)方案一Fig.3 Detector layout scheme 1

方案二：在每個(gè)路段上均布設(shè)一個(gè)檢測(cè)器的情況下，刪去路網(wǎng)中右下角正方形上的4 個(gè)路段檢測(cè)器如圖4 所示，檢測(cè)器檢測(cè)布設(shè)路段上500 m 內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)。

圖4 檢測(cè)器布設(shè)方案二Fig.4 Detector layout scheme 2

方案三：在路網(wǎng)中每個(gè)路段上均布設(shè)一個(gè)檢測(cè)器如圖5 所示，檢測(cè)器檢測(cè)布設(shè)路段上500 米內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)。

圖5 檢測(cè)器布設(shè)方案三Fig.5 Detector layout scheme 3

方案四：在路網(wǎng)中每個(gè)路段上均布設(shè)兩個(gè)檢測(cè)器如圖6 所示，檢測(cè)器檢測(cè)布設(shè)路段上250 m 內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)。

圖6 檢測(cè)器布設(shè)方案四Fig.6 Detector layout scheme 4

方案五：在路網(wǎng)中每個(gè)路段上均布設(shè)3 個(gè)檢測(cè)器如圖7 所示，檢測(cè)器檢測(cè)布設(shè)路段上167 m 內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)。

圖7 檢測(cè)器布設(shè)方案五Fig.7 Detector layout scheme 5

4 分析驗(yàn)證

仿真輸出文件可得出：路網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間、檢測(cè)器編號(hào)、車輛行程時(shí)間、延誤時(shí)間等，方案一檢測(cè)器數(shù)據(jù)示例見表1。

表1 方案一檢測(cè)器數(shù)據(jù)Tab.1 Scenario 1 detector data

由表1 可以看出，隨著路網(wǎng)中檢測(cè)器密度的增加，車輛行程時(shí)間逐漸縮短，且車輛出現(xiàn)延誤的情況逐漸減少。由于在路網(wǎng)車輛構(gòu)成中小汽車占比0.91，因此在車輛類型數(shù)據(jù)中100 占比較大，其他車輛類型數(shù)據(jù)較少出現(xiàn)。由于本文著重研究檢測(cè)器在不同布設(shè)方式下對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性的影響，因此將在行程時(shí)間數(shù)據(jù)上做著重研究。

為了對(duì)檢測(cè)器在不同布設(shè)方式下的路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，需要先從仿真模擬數(shù)據(jù)中分析得出路網(wǎng)中車輛的行程時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)差、自由流行程時(shí)間以及行程時(shí)間閾值，從而計(jì)算出路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性在不同檢測(cè)器布設(shè)方式下的估計(jì)值。檢測(cè)器布設(shè)不同方案下所測(cè)得的車輛行程時(shí)間平均值與標(biāo)準(zhǔn)差，見表2。

表2 行程時(shí)間均值與標(biāo)準(zhǔn)差Tab.2 Travel time mean and standard deviation

自由流行程時(shí)間由路段長(zhǎng)度與自由流車速的比值確定，路段長(zhǎng)度在仿真場(chǎng)景中既為檢測(cè)器之間的距離，而自由流車速由各車輛類型的期望速度與相對(duì)車流比的乘積和決定，可以將自由流行程時(shí)間化為

其中，Tfree為自由流行程時(shí)間，單位：s；L為檢測(cè)器間距，單位：m；V為各類型車輛期望車速，單位km／h；ρ為各類型車輛相對(duì)車流比。

計(jì)算出5 個(gè)方案的自由流行程時(shí)間分別為10.309 3 s、10.309 3 s、10.309 3 s、5.154 6 s、3.436 4 s。

對(duì)于行程時(shí)間閾值的取值，針對(duì)城市通勤者的早高峰出行進(jìn)行了交通調(diào)查，獲取了行程時(shí)間可靠性影響因素中出行者出行特征的上班時(shí)間、出發(fā)時(shí)間＼出行方式、總行程時(shí)間、期望行程時(shí)間、出行預(yù)留時(shí)間等數(shù)據(jù)，具有典型性與科學(xué)性。根據(jù)調(diào)查結(jié)果顯示，出行者的平均預(yù)留時(shí)間為13.23 min，出行者的平均行程時(shí)間為33.25 min。因此行程時(shí)間閾值公式可簡(jiǎn)化為

所得各檢測(cè)器布設(shè)方案下的行程時(shí)間閾值、行程時(shí)間可靠性估計(jì)值見表3。

表3 行程時(shí)間閾值與可靠性估計(jì)值Tab.3 Travel time threshold and reliability estimates

為了讓上述行程時(shí)間可靠性估計(jì)數(shù)據(jù)有合理的對(duì)照數(shù)據(jù)，本文同時(shí)對(duì)該路網(wǎng)的行程時(shí)間可靠性實(shí)際值進(jìn)行了測(cè)算。在行程時(shí)間實(shí)際值閾值的選取中，由于檢測(cè)器所得數(shù)據(jù)不能包括車輛在交叉口內(nèi)的行程時(shí)間，因此將行程時(shí)間閾值取為2.33 倍的自由流行程時(shí)間。由行程時(shí)間可靠性公式得出模擬路網(wǎng)的行程時(shí)間可靠性實(shí)際值為53.52%。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析結(jié)果，繪制在5 種檢測(cè)器布設(shè)方案下路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值的對(duì)比參照如圖8 所示。

圖8 路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性各方案估計(jì)值與實(shí)際值對(duì)比Fig.8 Comparison between estimated and actual values of various schemes for road network travel time reliability

由圖8 可知檢測(cè)器布設(shè)方案模擬數(shù)據(jù)分析所得的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值均在40%～46%之間，但各檢測(cè)器布設(shè)方案模擬數(shù)據(jù)分析所得的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值相比存在一定的誤差，由此可知，通過行程時(shí)間檢測(cè)器所得的模擬數(shù)據(jù)會(huì)對(duì)行程時(shí)間可靠性分析的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定的影響。對(duì)各檢測(cè)器布設(shè)方案模擬數(shù)據(jù)分析所得的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值進(jìn)行精度分析，得出檢測(cè)器布設(shè)對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響見表4。

表4 檢測(cè)器布設(shè)對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響表Tab.4 Influence of detector layout on reliability and accuracy of travel time

從檢測(cè)器布設(shè)對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響分析中可知，各檢測(cè)器布設(shè)方案下的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與行程可靠性實(shí)際值的誤差均小于4%，屬于合理的誤差范圍之內(nèi)，因此由路網(wǎng)檢測(cè)器所得數(shù)據(jù)推算出的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響分析具有實(shí)際意義。

對(duì)比各檢測(cè)器布設(shè)方案模擬數(shù)據(jù)分析所得的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值，可以得出，在路網(wǎng)中檢測(cè)器鋪設(shè)不均衡且有所缺失的方案二對(duì)行程時(shí)間可靠性的精度影響最顯著，該方案行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值相差3.47%。方案三、四、五中，在路網(wǎng)中每一個(gè)路段都鋪設(shè)有檢測(cè)器的情況下，路段上檢測(cè)器鋪設(shè)密度的提高能夠提升路段行程時(shí)間可靠性估計(jì)值。在這些檢測(cè)器布設(shè)方案中，方案四在路網(wǎng)每個(gè)路段上布設(shè)兩個(gè)檢測(cè)器的情況下行程時(shí)間可靠性估計(jì)值最接近實(shí)際值，該方案行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值相差僅0.06%。

為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)的合理性與準(zhǔn)確性，使上述結(jié)論更有說服力，本文將原數(shù)據(jù)分別以5%滲透率、10%滲透率、20%滲透率進(jìn)行隨機(jī)篩查。經(jīng)過與原數(shù)據(jù)相同的數(shù)據(jù)處理方式得出5 種檢測(cè)器布設(shè)方案下的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值見表5。

表5 滲透篩查下各方案行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值Tab.5 Estimated and actual travel time reliability of each scheme under penetration screening %

將經(jīng)過滲透率5%、滲透率10%與滲透率20%的隨機(jī)篩查后所得的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值匯總，并與原數(shù)據(jù)的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與實(shí)際值對(duì)照，如圖9 所示。

圖9 原數(shù)據(jù)與滲透率5%、10%、20%下行程時(shí)間可靠性對(duì)照Fig.9 Reliability comparison between the original data and the down stroke time of permeability 5%，10%and 20%

為了更直觀地體現(xiàn)出原數(shù)據(jù)在分別經(jīng)過滲透率5%、10%與20%的隨機(jī)篩查后行程時(shí)間可靠性與原數(shù)據(jù)的行程時(shí)間可靠性的差別，分別計(jì)算各滲透率下檢測(cè)器布設(shè)對(duì)行程時(shí)間可靠性精度的影響以及各滲透率下行程時(shí)間可靠性的波動(dòng)值，得出滲透篩查后行程時(shí)間可靠性精度影響表與行程時(shí)間可靠性波動(dòng)值表見表6 和表7。

表6 滲透率5%、10%、20%下行程時(shí)間可靠性精度影響表Tab.6 Influence on reliability accuracy of 5%、10%and 20%down stroke time of permeability %

表7 滲透率5%、10%、20%下行程時(shí)間可靠性波動(dòng)值表Tab.7 Reliability fluctuation values of down stroke time of transmittance 5%，10%and 20% %

從表6 可以看出，經(jīng)過5%滲透率、10%滲透率與20%滲透率的隨機(jī)篩查后，各滲透率下行程時(shí)間可靠性的數(shù)據(jù)趨勢(shì)與原數(shù)據(jù)大致相同，但相較于原數(shù)據(jù)，檢測(cè)器布設(shè)方案五的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值與行程時(shí)間可靠性實(shí)際值最接近，既該檢測(cè)器方案對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響最小。

在表7 中，除行程時(shí)間可靠性實(shí)際值的波動(dòng)與行程時(shí)間可靠性估計(jì)值相比較顯著，各檢測(cè)器布設(shè)方案下的行程時(shí)間可靠性估計(jì)值在滲透篩查下基本保持不變。因此，路網(wǎng)模擬數(shù)據(jù)能夠在一定程度上證明仿真數(shù)據(jù)結(jié)果的合理性與準(zhǔn)確性。

由上述數(shù)據(jù)分析與方案評(píng)價(jià)證明，檢測(cè)器在路網(wǎng)中鋪設(shè)的均勻程度、完整性以及密度都會(huì)在一定程度上對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度造成影響。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)——行程時(shí)間可靠性進(jìn)行研究，闡述了行程時(shí)間可靠性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并以檢測(cè)器在路網(wǎng)中的布設(shè)方式構(gòu)建VISSIM路網(wǎng)模型，分析與評(píng)價(jià)模型數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了檢測(cè)器布設(shè)方式能夠在一定程度上對(duì)路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度造成影響。檢測(cè)器在路網(wǎng)中鋪設(shè)的不均勻、不完整將會(huì)降低路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度。而在檢測(cè)器在路網(wǎng)中鋪設(shè)均勻且完整的情況下，提高檢測(cè)器在路網(wǎng)中的鋪設(shè)密度將提高路網(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度。

本研究驗(yàn)證了檢測(cè)器布設(shè)方案在一定程度上能夠?qū)β肪W(wǎng)行程時(shí)間可靠性精度造成影響，但影響的規(guī)律與普遍結(jié)論尚不明確，后期將細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，深度研究檢測(cè)器布設(shè)方案對(duì)行程時(shí)間可靠性精度影響的原理。