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1、基于DEA的城市道路交通拥堵评价10交通信息与安全2011年第3期第29卷总16l期基于DEA的城市道路交通拥堵评价*蒋金亮宋瑞李晋刘杰(北京交通大学交通运输学院北京100044)摘要为了更好地分析和解决城市道路交通拥堵问题,以主干道为研究对象,将城市道路拥堵状态分为堵塞,拥堵,较拥堵,较畅通,畅通5个等级,从交叉VI拥堵和路段拥堵2个方面筛选了衡量道路交通拥堵的评价指标,利用数据包络分析(DEA)建立了城市交通拥挤评价模型.以济南市北园大街主干道为例进行交通拥堵评价,得到该道路的拥堵状态以及产生拥堵的主要原因.结果表明数据包络分析方法在进行多指标评价综合评价中具有很强的抗干扰性,评价结果
2、更客观.关键词交通拥堵;数据包络分析(DEA);评价指标中囤分类号:U491.1文献标志码:ADoI:10.3963/j.ISSN1674—4861.2011.03.003O引言近年来,随着人口的增长,经济的高速发展以及城市化进程的推进,在我国许多大,中城市出现了严重的交通拥挤及堵塞现象,加上城市车辆数急剧增长,车辆与路面的矛盾越来越突出,严重影响了城市居民生活水平的提高和城市经济的发展L1].而城市交通问题上的关键是交通拥堵的问题,尤其在大城市,交通拥挤堵塞导致时间浪费,运营成本上升,交通费用增加,空气和噪声污染加剧等,给城市居民工作,生活带来了诸多不便,增加了巨大的社会成本,严重影响着
3、城市的可持续发展.国内外专家学者对此进行了大量的研究,研究表明从交通出行者的角度来看,城市道路交通拥堵主要是对时问和空间的感觉,即车辆在城市道路交叉口或路段上的移动心].目前,国内外对城市道路交通拥堵状态的评价尚无统一的评价指标和量化标准.在评价指标方面,上海城市综合交通规划研究所利用"道路交通指数"来综合评价申城的交通运行质量,东南大学利用"交通网络可靠度"来评价交通路网E3];王力引用了"拥堵系数","停车时间比例","加速度噪声"和"平均速度梯度"对道路交通状态进行评价;此外,运行速度也常常单独被用于评价城市道路交通拥堵l_5].这些指标在一定意义上能较好的反映道路的拥堵状态,但是指
4、标过于复杂,不便测量或量化.在评价方法方面,刘梦涵采用累计Iogistic回归法建立了道路交通拥堵强度评价模型进行了道路拥堵评价[6],该模型较为准确的反映了人们所感受到的拥堵严重程度;其他常用的拥堵评价模型有模糊评价l7],等,这些评价一方面能从多个指标综合对交通运行状态进行较为准确的描述,也能大致分析出交通拥堵问题的原因,但在指标量化方面均采用专家打分或者经验取值等,缺乏客观性和普遍适用性.数据包络分析法(dataenvelopmentanaly—sis,DEA)在处理多输出多输入的有效性评价方面具有绝对优势,而且并不直接对数据进行综合,因此决策单元的最优效率指标与投入指标值及产出指标
5、值的量纲选取无关,应用DEA建模时无需对数据进行量纲,量化处理,无需任何权重假设,而以决策单元的实际输人输出数据求得最优权重,具有很强的客观性,可以为交通管理部门提供及时准确的道路交通参数和相关数据,以便制定出正确,合理的交通管理措施.1拥堵度分类及评价指标体系选取1.1拥堵度分类根据交通流的分布特性并参考国内外相关标收稿日期:201011-19修回日期:2011-04—20*中国高校基本科研业务专项资金项目(批准号:20o9JBM042)资助第一作者简介:蒋金亮(1987),硕士生.研究方向:城市交通运输规划与管理.E—mail:10l21011@bjtu.edu.crl基于DEA的城市
6、道路交通拥堵评价——蒋金亮宋瑞李晋刘杰准,将城市道路拥堵度分为5个等级,即堵塞,拥堵,较拥堵,较畅通,畅通.交通拥堵度由2个极限状态,3个中间状态组成,这样的分类有利于人们对不同拥堵度对应的状态有较清楚的界定.①堵塞,车辆速度极低,几乎不能前行,交通负荷比大于1,始终有车辆排队;②拥堵,车辆速度较低,饱和度较高,有一定的车辆排队,有较大的延误,但延误勉强能接受;③较拥堵,车辆运行速度较低,排队现象时有发生,有一定的延误,车流开始出现不稳定;④较畅通,车辆运行受外界干扰较小,基本无排队现象,车流比较稳定;⑤畅通,一种理想状态,车流自由行驶,不受外界干扰,无排队现象出现.1.2评价指标体系选取
7、城市道路主要由路段和交叉口2部分组成,文中即从这2方面对城市道路交通拥堵进行分析,筛选出交叉口(路段)饱和度,交叉口平均速度比,密度等因素作为评价指标,见图1.图1评价指标体系Fig.1Evaluationindexessystem1)交又口饱和度(V/C).交叉口实际交通量与通行能力C的比值,反映了交叉口总体的负荷程度,当饱和度接近或超过1时,交叉口即处于堵塞状态.2)交叉口平均速度比.车辆通过交叉口处的行驶速度和上游
