北京缓解交通拥堵
2除以0等于多少-妈妈我想对你说
2023年3月20日发(作者：会计的基本概念)基于大数据下的北京交通拥堵评价指标分析
王妍颖;黄宇
【摘要】交通拥堵评价指标主要用于描述整个路网或者某些特定区域的交通拥堵
现象及其潜在规律。现有的研究方法能够从不同侧面反映交通拥堵现象，但不能从
整体上多角度反映路网的拥堵状态，也不能够对整个路网实时运行状态进行动态跟
踪。本文通过借鉴国外先进的拥堵指标体系，构建了一套符合北京市特点的交通拥
堵评价指标体系。基于2011年和2012年北京各个环路检测器的数据，对北京市
各个环路的拥堵评价指标进行计算和分析，我们得到了北京市道路网交通拥堵的潜
在规律。%Themeasurementindexoftrafficcongestionisusedtodescribe
thephenomenaandpotentialrulesofcongestionfortheentirenetworkor
stingmethodscanmeasuretrafficcongestionfrom
r,theycannotdemonstratethefull-
spectrumcongestionconditionoftheentirenetwork,andalsocannot
perproposestheindex
systemoftrafficcongestionmeasurementaccordwiththecharacterof
Beijingbyintroducingtheadvancedforeigntrafficcongestionindex.
Basedontheeachlooproaddetectordatain2011and2012,theindices
ofthetrafficcongestionmeasurementoftheeachRing-RoadinBeijingis
calculatedandanalyzedtoobtainthepotentialregularityofBeijingroad
networktrafficcongestion.
【期刊名称】《交通运输系统工程与信息》
【年(卷),期】2016(016)004
【总页数】11页(P231-240,246)
【关键词】智能交通;拥堵评价指标;旅行时间指标;计划旅行时间指标;拥挤时间;拥
堵路段数;总延误
【作者】王妍颖;黄宇
【作者单位】中国交通信息中心有限公司，北京100088;中国交通信息中心有限
公司，北京100088
【正文语种】中文
【中图分类】U268.6
随着城市经济飞速发展，城市人口和机动车保有量的激增使得城市交通需求爆炸式
的增长，伴随而来的是交通拥堵问题日益严重，而且交通拥堵也逐步从单一性的路
段或者交叉口的拥挤演化成为区域性的网络拥堵.为了从交通拥堵发生的根源上找
出缓解、控制城市交通拥堵，保持城市畅通的有效方法，除了对城市交通拥堵特征
分析以外，有必要对城市交通拥堵状态做到全面、实时的掌握，确定适当的拥堵指
标，根据具体交通指标参数对拥堵进行定量评价，从而有助于出行者根据实际交通
状况选择合理出行路线，也有助于交通管理者了解城市路段、路网交通运行状态，
发现经常发生拥堵的瓶颈路段.
另一方面，随着信息通讯技术的发展，交通运输从数据贫乏转向数据丰富的大数据
时代.因此，过去那种基于交通工程的传统微观的交通拥堵评价显然已经不能全面
宏观的反映整个交通路网的交通流状态.因此，基于交通海量数据，通过研究城市
道路交通拥堵特性及影响因素对交通拥堵评价指标进行分析和选择，建立科学合理
的综合评价指标体系、提出指标的量化方法，为交通拥堵管理、道路交通系统优化
方案提供决策依据，对提高出行效率、缓解和控制城市交通拥堵、促进城市的可持
续发展有重要的意义.
近年来，国内外交通管理部门和研究机构开展了大量的交通拥堵评价相关研究，国
外交通拥堵评价指标大体分为以下几类：拥堵定义指标［1-3］、出行时间指标
［4］、交通流参数指标［5］、服务水平指标［6］和其他指标［7-9］.国内对于
交通运行指标的体系的研究相对起步较晚，目前北京、上海、重庆［10-12］是国
内关于交通运行指标体系研究较早，体系研究也较为成熟，并且在一定范围内得到
了推广应用.主要是以道路运行的道路网通行速度、拥堵点、排队长度等为主要指
标.从上面的讨论可以看出，国内交通拥堵评价指标主要属于道路拥堵定义指标，
这些道路拥堵定义指标主要停留在速度、流量和排队长度等微观指标统计分析上.
在交通大数据时代，这些微观的统计指标仅能反映交通路网的局部状况，不能全面
宏观反映路网的流量拥堵状况，不能够对整个路网实时运行状态进行动态跟踪，细
致地描绘交通运行时间内的变化.另外，国内的现有这些交通拥堵评价指标在反映
交通拥堵状况时不是很直观.因此，本文借用德州拥堵评价体系中的一些指标（TTI，
PTI，延误，交通拥堵时间等）来评价北京交通拥堵状况，从而能够较全面地反映
北京道路交通拥堵的潜在规律.
本文所建立的北京交通拥堵指标体系用于总体描述全市路网或者特定区域的交通拥
堵程度、范围和趋势.因此，北京交通拥堵指标评价需要反映如下内容：道路网交
通拥堵的程度、道路网的总体延误、交通拥堵的时间、交通拥堵的路段的数量和分
布.根据上述范围，本研究设计的评价指标包括TTI、PTI、延误.
1.1TTI
TTI指标是高峰时段内（工作日6:00-9:00，16:00-19:00，周末6:00-22:00）的
平均旅行时间和自由流旅行时间的比值，或自由流的旅行速度与高峰时段内的平均
旅行速度的比值；高峰时段内的平均旅行时间计算的时候需要进行VMT加权.
式中：Tr表示实际的平均旅行时间；Tf表示自由流下的旅行时间；Sf表示自由流
的速度；Sr表示实际旅行速度.
计算方法：
（1）首先，计算时刻t下的路段a的TTI指标，具体计算为
式中：S¯a（t）为路段a，在时刻t的最高限速，它被看做路段a自由流速度；Sa
（t）表示为路段a，在时刻t的实际速度，在实际计算中：
式中：Sia（t）表示路段a上的检测器站点i在t时刻的速度；Qia（t）表示路段
a上的检测器站点i在t时刻的流量.
式中：Sija（t）和Qija（t）表示路段a上检测器站点i的车道j的速度和流量.
（2）计算路段a的VMT.
式中：Qa（t）表示路段a在时刻t的流量，在实际计算中应用监测器测得流量作
为输入；Da表示路段a的长度.
（3）进行VMT加权.利用式（7）计算某个区域的TTI值.式中：m表示区域k中
路段的总数量.
1.2PTI
PTI指标是确保95%准时到达的走行时间和自由流走行时间的比值；这个指标主
要是针对工作日早高峰（6:00-9:00）和晚高峰（16:00-19:00）.
式中：F95（Tr）表示确保实际走行时间的95%分位数；F5（Sr）为实际速度Sr
的5%分位数.
1.3延误
延误指标是用来度量拥堵水平的，其计算公式为
式中：Delaya（t）表示路段a在时刻t的延迟；S¯a（t）为路段a在时刻t的最
高限速，它被可以看做路段a自由流速度；Sa（t）表示为路段a在时刻t的实际
速度；VMTa（t）表示路段a的VMT值.
同样，区域总延迟的计算公式为
式中：Delayk（t）表示区域k的在时刻t的总延迟；m表示区域k中路段的总数
量.
1.4拥堵时间
所谓拥堵时间指的是在指定的时间期间内，在城市道路上平均速度小于20km/h、
主干路小于15km/h，次干路小于10km/h的平均小时数.拥堵时间可由连接线上
观测到的拥堵小时数计算.
1.5拥堵路段数
在城市道路上平均速度小于20km/h、主干路小于15km/h，次干路小于10
km/h的路段长度统计.包括拥堵交叉口、拥堵路段的数量及时空分布.
本文应用北京市交通管理局2011年和2012年2环～5环主路上微波检测器数据，
终端自动平均每2min回传一条，总共3亿条.为了深入分析北京交通拥堵的特点，
根据上面的指标对北京市全市、各个环线及重点拥堵路段按月变化，周变化和日变
化进行深入分析，从中找出北京市交通拥堵的一些特点和规律，为制定一些缓解交
通拥堵的措施提供一定的依据.
2.1北京市全市拥堵评价
（1）月变化.
图1左侧和右侧分边显示的2011和2012年北京交通道路网的TTI、PTI、延误、
拥堵时间和拥堵路段数指标的月变化趋势.从左边的图可以看出，2011年北京整体
的TTI、PTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数指标都是2月份最低，这可能是由于
2月份春节放假的原因造成的，而3月份或9月份则最高.而2012年北京的TTI、
延误、拥堵时间、拥堵路段数则是6月份最低，PTI是8月份最低，这可能是由于
夏季天气炎热，出行的比例较秋冬季有所下降.而TTI、延误、拥堵时间和拥堵路段
数指标是3月或9月最高，PTI则是1月份最高.同时，2012年比2011年整体都
低，这主要是因为2012年公交出行比例上升，小汽车出行的比例下降，中心城区
的速度有所提升.
（2）周变化.
这里的周数据是2011年和2012年全年的平均数据.从图2可以看出，周五的TTI、
PTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数是最高的，而周日的是最低的.另外，周一是一
周工作日中平均TTI、PTI、延误，拥堵时间，拥堵路段数是最低的，在周末时，
周日的TTI、PTI、延误，拥堵时间，拥堵路段数较周六小.
（3）日变化.
这里日时刻TTI和PTI是2011年和2012年工作日的全年的平均.从图3中可以看
出，全市TTI和PTI趋势上来看，在工作日时，上午峰值时段8:00-10:00，TTI指
标最高达到了1.5左右，PTI指标达到1.6左右，下午峰值时段16:00-19:00，最
高峰TII指标达到1.8，最高峰PII指标达到1.8；两个峰值时段共6h，谷值时段
1:00-5:00，TTI指标保持在1.2以下，PTI指标在1.3以下.白天TTI指标的谷值出
现在12:00，TTI约为1.25左右，PTI约为1.4左右.而在休息日时，上午的峰值时
段是10:00-11:00，TTI指标1.3以上，PTI指标在1.6以上，下午峰值时段为
15:00-17:00，最高TTI指标达到1.45左右，最高PTI指标达到1.6左右，两个峰
值时段共6h，白天TTI和PTI指标的低谷出现在上午6:00-7:00和12:00左右.
2.2各环路拥堵评价
（1）2～5环变化.
图4显示的是2011和2012年北京市2～5环TTI、PTI、延误、拥堵时间、拥堵
路段数等交通拥堵评价指标.从图可以看出，2011和2012年北京市2～5环的
TTI和PTI呈现下降趋势，也就是2环的TTI和PTI是最高的，5环的TTI和PTI
是最低的；就延误来说则3环是最高的，5环是最低的；而对拥堵时间来说，2环
是拥堵时间是最大的，4环是拥堵时间是最小的；就拥堵路段数来说，2环和3环
较多，而4环和5环较少.
（2）月变化.
图5显示的是2011年和2012年北京市各环路TTI和PTI月变化情况，从图中可
以看出，从各环路TTI和PTI趋势上来看，各环路的变化趋势基本一致，峰值与谷
值月份与2011年和2012年全市TTI和PTI变化趋势一致，其中2环的TTI和
PTI最高，5环的TTI和PTI最低.另一方面，2011年2月份的TTI和PTI最低，
这主要是2月份中有春节假期的原因，2011年3月份的TTI是最高的，2011年
9月份PTI最高.对2012年1月份的TTI最低，2011年8月份的PTI最低，2012
年1月份的TTI和PTI是最高.同时，从图中可以看出，夏季的各环线的TTI和PTI
普遍比秋冬季要高，主要是因为夏季天气炎热，出行的比例要比秋冬季有所下降.
（3）周变化.
图6显示的是2011年和2012年北京市各环路TTI和PTI周变化情况，从图中可
以看出，从各环路TTI和PTI趋势上来看，各环路的变化趋势基本一致，其中2
环的TTI和PTI最高，5环的TTI和PTI最低.另一方面，在一周中周日TTI和PTI
最低，周五TTI和PTI最高，在工作日，周一的TTI和PTI最低，在周末中，周六
的TTI和PTI比周日要高.
（4）日变化.
图7显示的是2011年和2012年北京工作日和休息日各环路每天TTI和PTI变化
趋势.从各环路TTI和PTI趋势上来看，各环路的变化趋势基本一致，峰值与谷值
时段与全市TTI和PTI变化趋势一致.其中，TTI值和变化浮动，2环最高，3环次
之，4环和5环较低.在工作日时，2～4环早高峰时间8:00-10：00，晚高峰时间
17:00-19：00，谷值时段2:00-5:00，白天TTI指标的谷值出现在12:00.在休息
日时候，2～5环早高峰为9:00-11:00，晚高峰时间为15:00-16:00，谷值时段
2:00-5:00，休息日白天TTI和PTI最低出现在12:00.而在工作日时，5环上午峰
值时段9:00-11:00，下午峰值时段出现在18:00-20:00，低谷时段出现在7:00-
9:00和21:00-23:00两个时段，其中白天TTI和PTI最低出现在8:00，而在休息
日，5环的峰值时段出现在1:00-3:00之间，低谷的时段出现在6:00-8:00、
12:00-14:00、21:00-23:00，全天TTI和PTI最低出现在7:00.
2.3北京交通拥堵规律总结
从上面的讨论可以看出，北京交通拥堵存在着以下规律：
（1）2011年北京整体的TTI、PTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数指标都是2月
份最低，这可能是由于2月份春节放假的原因造成的，而3月份或9月份则最高.
而2012年北京的TTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数则是6月份最低，PTI是8
月份最低，这主要是因为夏季天气炎热，出行比例较秋冬季有所下降.而TTI、延误、
拥堵时间和拥堵路段数指标是3月或9月最高，PTI则是1月份最高.同时，2012
年较2011年的TTI、PTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数指标都有所下降，这主
要是因为公共交通出行比例提高，小汽车出行比例下降，中心城区路网运行速度提
高.
（2）在一周中，周五的平均TTI、PTI、延误、拥堵时间、拥堵路段数是最高的，
而周日的是最低的.周一是一周工作日中TTI、PTI、延误，拥堵时间，拥堵路段数
是最低的，在休息日时，周日的TTI、PTI、延误，拥堵时间，拥堵路段数较周六
小.
（3）在工作日时，TTI和PTI指标上午峰值时段8:00-10:00，下午峰值时段
16:00-19:00时，谷值时段1:00-5:00.白天TTI指标的谷值出现在12:00.而在休息
日时，TTI和PTI指标上午的峰值时段是10:00-11:00，下午峰值时段为15:00-
17:00，白天TTI和PTI指标的低谷出现在上午6:00-7:00和中午12:00左右.
（4）对于TTI和PTI来说，2环最高，5环最低，对于平均总延误来说，3环最
高，5环最低，而对平均拥堵时间来说，2环是拥堵时间是最大的，4环是拥堵时
间是最小的.就平均拥堵路段数来说，2环最多，而4环最少.
（5）在工作日时，2～4环早高峰时间8:00-10:00，晚高峰时间17:00-19:00，
谷值时段2:00-5:00，白天TTI指标的谷值出现在12:00.在休息日时候，2～5环
早高峰为9:00-11:00，晚高峰时间为15:00-16:00，谷值时段2:00-5:00，休息日
白天TTI和PTI最低出现在12:00.而在工作日时，5环上午峰值时段9:00-11:00，
下午峰值时段出现在18:00-20:00，低谷时段出现在7:00-9:00和21:00-23:00两
个时段，其中白天TTI和PTI最低出现在8:00，而在休息日，五环的峰值时段出
现在1:00-3:00之间，低谷的时段出现在6:00-8:00、12:00-14:00、21:00-23:00，
全天TTI和PTI最低出现在7:00.
本文引进国外先进的交通拥堵评价指标构建了北京市交通拥堵评价指标，并结合北
京各个环路上的检测器数据对其交通拥堵指标进行了计算和分析，并揭示了北京道
路交通拥堵的部分特征.本文对北京交通拥堵评价指标的研究成果，无论是对政府
摸清城市路网运行情况，政策措施实施效果，还是对以后要实施治理拥堵的措施和
政策都有非常重要的意义.
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