摘要:從客觀的角度來看,交通狀態是一個比較模糊的感官量,對于交通狀態的好壞也沒有一個具體的評價方法。這給交通狀態監測帶來了很大的困難,目前為止還沒有一個相關詳細的研究。本文就對交通狀態的監測方法建立一種基于用戶評價的方法,通過一種準確的評測來解決交通狀態監測困難的問題。
關鍵詞:交通狀態;檢測;指標
引言:交通狀態很好理解,就是指交通擁擠的狀態程度。我國現在還處在一個交通運輸業飛速發展的時代,對于交通狀態的監測方面研究是非常有意義的,但是在國內這方面的研究很缺乏。在國外,尤其是歐美地區,針對高速公路已經有了一系列比較成熟的交通狀態識別的方法,但是各類方法閾值的確定還都處于一個拼經驗來確定的階段,對于這種閾值是不是符合實際交通狀態,目前這方面的研究也是比較匱乏的。所以可以說交通狀態監測這一研究領域前景還是十分廣闊的。
目前在國內對于交通事件的監測方法研究方面已經在某些高校有所開展,比較知名的有吉大的姜桂艷教授,她們首創了包含模糊性研究的擁擠識別和擁擠平均識別時間來評價一段公路擁擠程度的研究方法。本文就結合姜教授提出的方法,同時考慮到交通狀態評價中的模糊性,設計了一種從用戶角度來看的評價交通狀態的方法,同時也考慮的經濟性和效率性。
1.監測評價的方法
1.1監測評價的指標
從用戶的角度來將,希望通過一種方法來將交通的擁擠程度進行量化,以便于大家直接判斷道路的交通狀況。交通狀態的監測方法要求的是能夠及時和準確地把交通狀態的評價結果展現給用戶和管理者,管理者可以通過這種評價結果來對道路進行相應的管制以及其他控制措施,而普通用戶可以通過這種評價方法來選擇可行的道路,這樣可以同時解決道路使用率的情況下減少管理者的操作難度。但是在創建一種交通狀態評價方法的過程中還需要考慮監測方法的經濟性。
評價一個交通狀態監測方法的三個標準就是指標的準確性、及時性以及最重要的經濟性。準確性是看這種監測方法是不是與現實的交通狀況相吻合,或者吻合程度能夠達到什么程度。目前我國大部分城市所采用的狀態描述都是暢通、擁擠以及堵塞這三種狀態。及時性從專業角度來看就是系統狀態信息的更新頻率,是否能夠及時發布當前的狀態信息。在交通狀態的發布中,及時性是至關重要的一個信息,如果這種方法沒有了及時性,那么準確性和經濟性就沒有了意義。從準確度來看,不同的監測方法對于數據的準確度要求有所不同,為了保證監測的準確度,不同的監測評價方法所使用的采集方式分布的傳感器密度是不一樣的,這對經濟性也會帶來一定程度的影響。
對于一種滿足條件的監測方法來說,在整體系統的設計中一定將監測系統的成本降到最低。
1.2檢測評價的準確度
在有限的能力之內最大程度地提高檢測的準確度是做一個成熟檢測系統需要考慮的。道路狀況的檢測是根據道路上汽車的流量以及占有率、車速等信息建立一種全面的數學模型,從而對道路的交通狀態進行評價。從這里可以看出不同的檢測方法因為建立的模型不同而得到的信息可能不同,這也體現出現實情況中道路的具體狀況是一個主觀性比較強的信息量。這種主觀量對于檢測來說有兩方面的困難:
1)區域性。區域性很好理解,就是在不同的道路上交通狀況都是不同的,具體來說不同寬度的道路,在車流量相同的情況下給人帶來的交通狀況的感受是不同的。
2)人員差異。人員差異表現在對于同處于一個交通狀況下,不同的使用者對于交通狀況的認同感也存在差異,這與每一個人的心態、經驗等情況都有著一定的關系。
這兩種差異性表達出的信息就是,通過一個比較成熟的算法得出的道路交通狀況不能代表道路交通的實際狀況,而哪一種建模方式得出的結果更能直接反映出實際的交通狀況還有待進一步地實踐,這也是交通狀態檢測方法發展緩慢的原因之一。在這一方面,我們在實際操作中采用的方法就是以大多數人的感官為標準來認定道路交通狀態。在這方面,同濟大學的楊曉光教授通過調查問卷,通過自己的方法得出一種適用性比較強的關于交通狀態和對應可行的行車速度之間的對應關系算法。但是,由于調查問卷工作量大,工作周期長等特點,這對于整個城市的交通系統建立檢測方法來說是不可取的,可以說這種調查問卷式的方法得到的結果與付出的努力是很不成正比的,首先在經濟性上就不能作為首選方法。我們推薦使用的評價方法是基于用戶評價的方法,并且結合隸屬原則來確定實際中的交通狀態的方法。
1.3及時性
交通狀態檢測要保證其及時性。我們用T來表示每次狀態發布的平均檢測是時間,T包含了交通中涉及到的車輛的流速、流量以及道路占有率的采集時間、建立模型計算需要的算法時間以及在狀態信息傳輸過程中的傳輸時間三方面的內容。
平均檢測時間T從社會效益的角度來看,增加T會降低發布的交通狀態的信息有效性;但是如果想要提高信息的有效性,就要降低T,從而無形中增加了工程的難度,提高了檢測成本,所以平均檢測時間T從某種角度來看,需要維持在一個大家都能接受的范圍內。一般情況下我們需要綜合考慮來給出一個滿足系統要求的最小平均時間T0,而用T0/T來描述檢測方法在及時性上滿足檢測系統要求的程度。
從檢測及時性的體現上可以看出交通狀態檢測的三個指標之間是相互矛盾的,不可能同時在及時性、準確性和經濟性上都有所提高。
1.4經濟性
對于不同級別的道路,或者對于不同要求的情況下,我們所采用的檢測交通狀態的方法要求的經濟性是不同的。比如在一些大城市中,由于信息需求量大,所以我們采用的檢測方法都是準確度和及時性上比較高的方法,這也需要大量財力的支持。而在一般的高速公路上,信息量的需求就不是那么大了,我們對于信息的及時性要求也不需要太高。
從整體來看,我們一般要設計一種交通狀態的檢測方法,在準確度和及時性上都能夠達到要求的情況下,需要考慮成本的經濟性。盡量讓我們的方法實現成本的最低化。同樣,我們用一個比值來評價一種檢測方法的經濟性。
設C0是一段道路在所有交通狀態檢測方法中平均一個車道需要的最低成本,而在某種檢測方法中平均一個車道需要的成本為C,那么我們就用F=C0/C來表示該種檢測方法的經濟程度。也就是說F越高,那么該種檢測方法就越經濟。
1.5檢測方法的綜合性
一個檢測方法在準確性、及時性以及經濟性三個方面的綜合表現就是該種檢測方法的綜合性。當然,三者之間是相互矛盾的,但是不同的檢測方法所需要的性能表現形式也不同。在一般情況下,我們優先選擇準確度比較高的檢測方法的情況要多一些。但是在一些車流量不太大的告訴公路中,經濟性是優先考慮的因素。
在這種情況下,考慮一種檢測方法的綜合性能答案不是唯一的。我們通過一個表達式來綜合評價:F=(α*F1)*(β*F2)*(γ*F3)。其中F1、F2、F3分別為準確度、及時度以及經濟度。而α、β、γ分別為這三個指標在我們需要檢測狀態的道路中偏重的程度,一般取值為0或1.這樣我們就可以通過這個式子來綜合評價一種檢測方法的實用性。
2.結束語
交通狀態的評價在近些年中已經有了很大的應用市場,而且這些不同的檢測方法都在實戰中通過用戶的反饋進行著自身的不斷完善。很多交管部門在不能確定一種檢測方法是否符合實際需求的情況下,還將各類不同的方法進行實際操作來做橫向比對。相信在不久的將來,我們的檢測方法會越來越完善。
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