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1、基于统计学的上海城市快速路自由流车速确定第6期(总第130期)2007年12月中国市政王程CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo.6(SeriaINo.130)Dec.2007基于统计学的上海城市快速路自由流车速确定曾胜男,白旭.,杜豫川I,孙立军f1.上海市公路管理处,上海200063;2.上海市世博会事务协调局,上海200125;3.上海市政工程设计研究总院,上海200092;4.同济大学道路与交通教育部重点实验室,上海200092)摘要:以上海城市快速路交通数据采集系统采集的大量实测交通数据为分
2、析对象,提出了一种基于统计学原理的自由流车速确定方法.介绍了自由流车速的定义,基于统计学原理的自由流车速确定方法,步骤.对计算结果进行正态分布检验和稳定性分析.这一车速确定方法得到的城市快速路自由流车速可为进一步研究城市快速路的有关问题提供很好的基础.关键词:城市快速路;统计学原理;自由流车速;正态分布中图分类号:U491.112文献标识码:A文章编号:1OO4—4655(2OO7)O6一OOO4一O3对城市快速路交通流理论模型,评价方法以及通行能力的研究,历来都是与城市快速路自由流车速的研究密切相关的.但目前国内外
3、关于确定自由流车速的方法都存在很大的局限性,结果的稳定性也较差,主要表现在:对于同一批数据,用不同的方法,得到的自由流车速的结果相差5%～10%;对不同的数据,用相同的方法得到的自由流车速结果往往也相差在5%一10%.本文从统计学的角度出发,以上海市高架监控中心采集的大量实测数据为分析对象,提出基于统计学原理的上海城市快速路自由流车速确定方法,以此作为进一步研究城市快速路交通特性,评价方法以及通行能力的基础.1自由流车速的定义国内外文献中关于自由流车速的定义大致可以归为两类:第一类的定义是"在理想的道路条件,交通条件
4、,环境条件下,流量特别小时(一般规定车头时距大于8s)车辆自由行驶时的最大车速".这种自由流车速的定义和通行能力的定义类似.第二类定义是"车辆在道路上行驶时,不受其他车辆干扰(与前后车之间保持足够的车头时距),驾驶员根据自己的意愿自由行驶的期望行驶速度".这种定义下的自由流车速,只明确了车辆行驶的状态是在不受其他车干扰的自由流状态下,所以这样的自由流车速是在各种影响因素(环境条件,交通条收稿日期:2007—09—19作者简介:曾胜男(1982-),湖南永州人,硕士.4件等)综合作用以后,车辆在自由流的交通状态下行驶的
5、期望车速.本文对自由流车速的研究基于自由流车速的第二类定义.2基于统计学原理的自由流车速确定方法本研究方法的提出是建立在已获取大量自由流状态下速度数据的基础上,应用统计学的原理f",对这些数据进行分析,采用'极大似然法",得出这些海量数据的内在规律性,即自由流车速分布的内在规律性.2.1数据收集整理本研究所用的数据来源,就是由上海市高架监控中心所提供的感应线圈采集的原始数据.这些数据为我们的后续分析提供了足够的,全面准确的样本,避免了各种影响自由流车速的因素,在小样本情况下的突出影响.对采集系统收集的数据,进行异常数
6、据的判别和处理,得到真实准确的数据;其次,对这些数据进行分组,将我们研究需要的数据从海量的数据中提取出来.根据上述对自由流车速的第二类定义,本研究的对象,是城市快速路自由流车速,所以可以根据交通流的状态,将数据分成自由流数据和非自由流数据两大类f.为了尽可能地保证所取数据来自于自由流状态,我们选取断面上20s检测周期内只有1辆车通过(保证足够的车头时距)且占有率<3%(剔除拥挤状态以及养护维修车辆作业的异常情况)的数据作为分析对象.中国希政Z猩曾胜男,白旭,杜豫川,等:基于统计学的上海城市快速路自由流车速确定2
7、007年第6期2.2数据分析以南北高架西侧编号为NBDX12断面的2号车道(车道由内向外,车道编号从1开始增加)为例说明数据分析过程.1)数据选取.从数据库中选取出NBDX12断面2号车道自由流状态下全部车速见表1.表1NBDX12断面2号车道自由流状态下的全部车速速度/km?h一,频数速度/km?h-t频数速度/km?h一频数45168189l14916969216F501702952521718961O53172897155274169965617621021575771210355827861O73614791
8、211O16258120111464983211516558417116167786151211数据分析前先对数据分组,考虑所确定的组距,能反映总体分布的特征,组距一般取5或10的倍数l3l.本研究中,以速度间隔为5进行分组.2)分析步骤.对数据的具体分析步骤如下:计算组中值;统计各组频数;计算各组数据的频率;绘制频数分布直方图.对数据进行统计
