道路交通工程系统分析方法

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道路交通工程系统分析方法范文第1篇

【关键词】交通安全执法二级学科交通安全畅通

【Abstract】In this paper, the traffic safety law enforcement technology disciplines two characteristics -- the discipline characteristic is interdisciplinary, and relevant development direction: Traffic accident treatment technology, traffic safety law prevention treatment technology, driver safety education and promotion of technology undertook treatise, put forward the author's understanding.

【Key word】Traffic Safety LawTwo subjectsTraffic safety and smoothness

交通安全执法技术是以道路交通事件为研究对象，研发交通事件的预防与控制技术，运用工程、技术、指挥和管理等手段，预防与减少交通事件对交通安全畅通的影响和损失，掌握交通事件基本规律的一门综合性应用学科，是工学门类下国家一级学科公安技术所属的二级学科。作为本学科起着引领道路交通安全执法领域的科学进步和工程技术推广的重要作用。发展交通安全执法技术二级学科需要广大公安交通管理机关一线科学技术人员立足本学科实践前沿，掌握交通事件基本规律，综合当今科学技术、工程手段，在交通管理工作中不断摸索预防与减少交通事件对交通安全畅通的方法和工程技术途径。本文就公安交通管理工作实践，探讨交通安全执法技术二级学科相关方向发展。

一、本学科的特点认识

1、本学科的特点是交叉学科

根据本学科的研究内容来看，本学科属于交通工程学、传感与信息技术、安全科学、控制科学与工程等相关学科的新兴交叉学科，此外本学科还与其他学科有关，例如法律学、公安学、管理学等。

交叉学科（cross-discipline）主要是指基元学科以下具有交叉性的科学知识子系统；交叉科学（cross-science）是指已经形成和有待创建的各门交叉学科的集合体，是所有交叉学科的统称[1]。交叉科学的特征包括交叉科学的整合性、交叉科学的远缘性、交叉科学的宜人性。交叉科学的整合性指：拉近了传统科学部类之间的距离，特别是正在填平数学科学、自然科学与哲学科学、社会科学之间的鸿沟，使科学知识体系越来越成为一个有机的整体。交叉科学的成长和壮大，导致了哲学科学、社会科学的数学化和自然科学化，数学科学、自然科学的哲学化和社会科学化，极大地促进了哲学科学、社会科学向生产力的转化，加强了科学知识与社会实践的联系，推动了科学――技术――生产的一体化。交叉科学的远缘性是指交叉科学的各门学科产生于研究对象、研究思路差异较大的学科之间，是“远缘联姻”的产物。交叉科学的宜人性是指交叉科学的各门学科是在社会进步、经济繁荣的背景下，为满足人类正常生存和发展的需要，为解决环境、生态、生活质量、可持续发展等重大问题而形成和发展起来的[2]。

交通安全执法技术的一个特点就是它是交叉学科，学科名称本身就提醒我们它是牵涉到交通、安全、执法和技术四个层面的特点。本学科是在我们国家社会进步、经济繁荣的背景下，为满足减少道路交通拥堵、减少交通事故伤害和减少交通对环境的污染等人类正常生存和发展的需要，解决城市环境污染、提高人民生活质量和社会可持续发展等重大问题而形成和发展起来的，亟待有志于本学科的科学工作者进一步发展壮大。

2、本学科研究方法浅析

本学科的研究方法是工学、理学、管理学等相关学科研究方法的集成。作为工学、理学，它的研究方法偏重于采用模拟、试验、观察与观测、公式、定理等。管理学的研究方法偏重于案例分析、实证分析、计量分析、系统分析等。本学科以道路交通事件为研究对象，必然要使用案例分析、实证分析、系统分析等的研究方法，同时也要进行观察与观测、模拟、试验等工作，利用公式、定理工具建立道路交通事件模型。本学科研究方法特别要重视道路交通事件实际，在重视基础理论研究方法的同时充分整合相关研究方法，依具体研究目的与内容制定相应的研究方法。

本学科需要整合相关科学技术领域的发展成果，充分利用通信工程、成像技术、全球定位技术和计算机技术等成熟的技术产品和手段，收集交通事件情报，以利于研究交通事件规律。例如，电子警察――闯红灯违法抓拍系统，违法超速抓拍系统，流量采集和信息诱导系统等。

二、本学科研究发展方向认识

（一）、交通事故处理技术

道路交通活动在我国经济持续高速发展的今天，出现了事故频发的态势，维护道路交通活动安全是公安机关交通管理部门义不容辞的责任。《中华人民共和国道路交通安全法》第五条规定：国务院公安部门负责全国道路交通安全管理工作。县级以上地方各级人民政府公安机关交通管理部门负责本行政区域内的道路交通安全管理工作。县级以上各级人民政府交通、建设管理部门依据各自职责，负责有关的道路交通工作。第七十三条规定：公安机关交通管理部门应当根据交通事故现场勘验、检查、调查情况和有关的检验、鉴定结论，及时制作交通事故认定书，作为处理交通事故的证据。交通事故认定书应当载明交通事故的基本事实、成因和当事人的责任，并送达当事人。第七条规定：对道路交通安全管理工作，应当加强科学研究，推广、使用先进的管理方法、技术、设备。 按照法律的要求公安机关交通管理部门在进行交通事故现场勘验、检查、调查情况和有关的检验、鉴定结论时，应当加强科学研究，推广、使用先进的管理方法、技术和设备。同时积极做好道路交通事故安全预防工作。

交通事故处理技术包括以下内容：

1、交通事故现场勘查技术：研究道路交通事故现场测绘和肇事车辆、痕迹物证的固定、提取、勘验、记录和分析以及现场防护和清理等的理论、方法和技术。

2、交通事故处理与鉴定技术：研究道路交通事故现场重现、肇事车辆和速度鉴定、痕迹物证鉴识以及事故责任鉴定的理论、方法和技术。

3、交通事故防治技术：研究交通事故防治的理论、方法和技术。本技术应当重视我国当前道路交通安全严峻形势，应当充分吸收相关交通管理工程领域的技术成果，迅速转化为预防交通事故的工程管理措施。公安道路交通管理部门应当积极进行高速公路的相关交通事故防治技术的研究，遏制高速公路交通事故严峻的现实交通情况。

4、交通事故安全评价：研究交通事故安全水平和交通事故安全管理水平的理论、方法和技术。

5、交通事故安全预测：研究交通事故安全发生、发展趋势的理论、方法和技术，预测未来交通事故的特点和规模。

（二）、驾驶人安全教育和推广技术

在公安实践中，驾驶人管理属于源头管理，既要做好驾驶人的考试工作，又要做好驾驶人的审验工作。驾驶人的考试工作制度比较完善，利用了一定的科学技术手段，而驾驶人的审验工作比较滞后，没有跟上时代的进步。公安交通管理机关应当研究利用互联网平台等先进科学技术手段，为驾驶人提供方便、快捷的安全教育和审验制度，以减少交通安全违法事件。由于我国驾驶人众多，驾驶人安全教育和推广技术应当是本学科研究的一个重要发展方向。

（三）、交通安全违法防范处理技术

1、交通违法事件与防控技术，研究道路交通事件的自动检测和防控的理论、方法和技术。这是道路交通管理工作的最重要研究发展方向，此技术的研究起着维护道路畅通的重要作用。例如，电子警察――闯红灯、压黄线违法抓拍系统，使得24小时在重要路口路段，司机都能够感觉到被监控的压力，自觉遵守红绿灯的管控、遵守地面标线的指引，最大程度的保证了交通环境的安全性，电子警察被誉为永不下岗的交通警，从一个方面来说增加了警力。现在大力发展城市的智能交通系统中，360度高清摄像头能够清晰地抓拍到多种安全违法驾驶现象，在经过人工甄别，保证了被处罚安全违法驾驶人违法证据事实的可靠性，极大地纠正安全违法驾驶人的侥幸违法行为，维护了广大遵守安全法驾驶人的正当权益，保护了城市道路交通安全。

2、交通监控技术，研究道路交通监控、突发事件预警与信息、交通指挥决策的理论、方法和技术；

3、交通安全违法取证技术：研究发生安全违法事件时，执勤民警取证的相关技术手段和方法。

4、交通安全设施规划与应用技术：通过调查分析，研究确定安全设施建立的客观需求条件，触发交通安全设施实施决策的理论、方法和技术。

三、本学科发展的人才培养浅议

本学科的发展需要相关人才的培养。公安交通管理部门的科技人员，一方面来源于社会各大专院校，一方面来源于公安一线民警的自我成才。公安一线民警的自我成才依赖于成才者本身的科学技术素养，广大的本学科相关人才培养更依赖于社会各大专院校。作为本学科发展的人才培养应当特别重视大专院校的人才培养工作。警察学院作为社会大专院校，在培养本学科发展人才上有不可推卸的责任。交通管理工程系交通管理专业就是培养本学科交通安全执法技术专业人才的摇篮。交通管理专业又是一个跨学科的专业，专业人才培养要考虑服务本地公安工作，又要考虑相关专业基础知识和专业技能的培养。因此，在培养计划中要统筹本学科基础知识和技能的基础上，增加公安学、管理学相关学科知识内容，培养公安一线需求的综合性高级应用人才。

【参考文献】

[1] 王续坤著 交叉科学结构论 第11页大连理工大学出版社 2003年12月第一版

[2] 王续坤著 交叉科学结构论 第14、15页大连理工大学出版社 2003年12月第一版

道路交通工程系统分析方法范文第2篇

Abstract： A brand-new and bus-like city taxi operation mode which is based on city gridding is presented after analyzing the drawbacks of the current situation of city taxies. With reference from city bus stops， the method of setting taxi stations is suggested. The factors that may affect the implementation of city carpooling is analyzed. By developing the objective function and relevant constraint conditions， the mathematical model for maximizing the benefits of taxi drivers and clients， and minimizing the taxi route is established. It will serve as theoretical references for cities to adopt new taxi operation modes.

关键词： 出租车；城市网格；合乘制；公交化

Key words： taxi； city grid；carpooling；bus-like operation

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0025-03

0 引言

出租车是一个城市交通不可或缺的部分，它具有方便、快捷、舒适和服务面广等特点。出租车对城市的重要性毋庸置疑，据统计，城市中平均1/4的公交客运是由出租车承担的[1]。然而，当前城市出租车的运营方式大都是盲目和粗放的，其表现特征是：一方面城市出租车空载率高，单位车辆平均搭载人数少；另一面公众抱怨打不到出租车，造成出租车运营效率低下，社会总体运营成本居高不下。

出租车合乘运营，作为一种缓解城市交通拥堵，方便公众出行的新型营运模式近年来引起了较多学者和城市交通管理部门的重视。国内学者如黄肇义、杨东援、夏凯旋、雷孟林、曹忠于等人开始通过分析国外的拼车发展，从理论上研究了在我国发展合乘的可行性和实现方式[2-4]。卢川、覃运梅、刘耀霞、张瑾、周和平等人对出租车合乘制从经济分析到路径选择等做了可行性探讨[5-9]。国内一些城市如南京和重庆，相继出台了鼓励出租车合乘的政策。但从现有理论研究和城市试点的运营情况来看，采用合乘运营模式后，诸如运营线路选择、调度方式、合乘收费方式等问题未得到合理、科学的解决，试点效果不甚理想。

本文提出一种基于城市网格划分的出租车公交化运营模式，该模式下通过城市网格划分，设立出租车停靠站点，将出租车停靠点由无限多变为有限多，减少出租车“扫马路”的现象。同时，借鉴城市公交车的载客方式，在沿途网格划分的合理经济区域内拼载其他乘客，以提高提高出租车的运营效率，降低出租车对城市资源的占用。

1 基于网格划分的出租车站点设置

目前的出租车是即招即停的运营模式，这种运营模式虽然在一定程度上方便了乘客的打车，但同时也极大地增加了社会成本。据杭州市2012年4月的所作的一项统计分析，该市26个交通道口上下班高峰时出租车所占经过汽车总数超过30%的就有22个。加剧道路拥堵和出租车空载率已构成当前出租车运营模式最最主要弊端。如果采用出租车定点停靠的方法，一方面可以通过将乘客聚集到相对集中的站点，降低出租车空驶率；另一方面可以减少出租车“扫马路”现象，缓解道路拥堵，从而大大降低出租车运营的社会成本。

所谓出租车定点停靠，就是将城市主城区按照网格划分方法划分为N个单元，每个单元设置一个出租车站点，出租车在经网格化后固定的站点上下客，如图1所示是杭州市主城区网格化出租车站点设置的示意图。目前城市公交站点辐射半径大概为300米，考虑到出租车乘客对便利性的要求，出租车网点可以设为辐射半径为100米。网格内出租车的停靠点设置在人流密集的主干道上，旅游景点、大型百货商场等人口密集的地方可以相应多设一些停靠站点。

2 推行出租车合乘的影响因素

采用基于网格划分的出租车定点停靠运营模式为出租车合乘提供了可能与便利。当出租车搭载一名乘客后，在该站点（或沿路）候车且目的地路径在该网格上的其他乘客均可选择合乘，可以有效提高出租车满载率和缓解道路拥堵。网格化出租车合乘的另一个好处是消除了出租车绕路情况的可能。即便如此，网格化出租车合乘运营也存在现实的影响因素，如未有效解决，将影响合乘的推行与实施。

首先是乘车成本（费用和时间）的分担问题。合乘制能否顺利推行，其关键是该模式是否会为出租车司机和乘客同时带来利益。如图2所示，Ae表示第一个乘客的乘车点，As表示第一个乘客的下车点；Be表示第二个乘客的乘车点，Bs表示第二个乘客的下车点。很显然，由于第二位乘客的加入合乘，导致第一位乘客乘车路程和时间将略有变长。

其次是行车路径的优化问题。行车路径是否最短不但影响到乘客支付费用的多少，同时也是缓解道路拥堵，降低社会成本的关键。对行车路径进行优化，将每次行车的路径降到最小值是出租车合乘制必须解决的问题。

3 出租车合乘的运营模型

采用合乘制实现基于城市网格化的出租车公交化运营不但需要综合考虑出租车司机的收益与乘客的出行成本，同时还应考虑社会出行总成本。这就要求对出租车司机收益最大化、乘客出行成本最小化以及出租车运行路线最小化分别进行计算。

3.1 出租车合乘运营的目标函数

3.1.1 路径最短 所谓的最短路径问题，就是在一个网络中，相邻节点间的线路长度是已知的，要从某一起点到某一终点之间，找出一条路线长度最短的通路。最短路径算法是交通流分配中最基本的算法，几乎所有的交通流分配方法都将它作为一个基本子过程反复使用。最短路径算法的设计问题是图论、运筹学和交通规划领域的学者们广为关注的问题，并设计出了多种方法[10]。

最短路问题的分析分为两类：①起点到终点的最短路问题；②任意点之间的最短路问题。本文所涉及的出租车合乘不但需要解决出租车从起点到两个终点的最短路径，同时还需要计算终点间的最短路径，即分析任意点间的最短路程。本文利用矩阵迭代法[11]来求解最短路径。

出租车合乘路线选择模型中，合乘的乘客必须是在合乘站点上车去往同一方向的两个不同目的地，且目的地之间距离相近。在获得两组乘客的目的地后，出租车司机可以按照道路交通网络选择最短路径并且在行驶过程中不再搭载其它乘客。

如图3所示，如果出租车司机要将两位乘客A和B分别送到各自的地第6点和第8点，则首先要找出从出发点1到目的地6的最短距离a、出发点1到目的地8的最短距离b和目的地6和8之间的最短距离c。然后用最短距离a和最短距离b中的最小值与最短距离c相加就得到出租车将两位乘客送达两个目的地所需最短距离。最后，通过反推法找出出发点到两个目的地的最短路径。

通过反向追踪法找最短路径。首先从最短路径的起点开始，根据起点到各节点的最短路权来搜索最短路径的每个节点直到路网的终点。设r为起点，s为终点。

①从起点r开始，寻找与r相邻的节点i满足

dri+Lmin （i，s）=Lmin （r，s）（1）

其中，dri为r到i的距离；Lmin （i，s）为i到s的最短路权；

Lmin （r，s） 为r到s的最短路权。

②再找到i到相邻点j，满足dij=Lmin （i，s）-Lmin （j，s）

3.1.2 时间成本 目标函数中的时间成本由系统中全部合乘出行者的时间成本共同构成。这里的时间成本主要是指车辆运行中的时间：■■■■■x■■t■q■■（2）

式中： k∈K，K表示车辆的集合；v，u∈H，H为乘客各需求点的集合；i，j∈G，G为路网中各节点的集合；tij为（i-j）的运行时间； q■■为u点上第k台车至v的客流量。

3.1.3 费用最小 目标函数中的费用成本是指出行者乘坐出租车需要支付的费用。但是在合乘时，由于出租车搭载多个乘客，各个乘客出行目的地的各异，合乘费用应由合乘者共同分担。对于不同出行者需要制定不同的费率，保障出行者之间的公平性。

我们需要综合考虑路径最短、时间成本最低和费用最小三个指标。为了将三者统一起来，设定一个时间费用转化系数α和β，通过转化系数α和β的转化，最终构成以时间费用总成本为目标的目标函数：

MinZ=α（Lmin （i，s）-Lmin （j，s））+■■■■■x■■t■q■■

+β■■■R■■q■■P■■（3）

式中：tij（i-j）q■■ukvu，v∈Hk∈K，Ki，j∈G，GHr0（D■■-N■■L■）+C■■N■■？燮■■R■■q■■P■■？燮r■■（■■D■■-N■■L■）+C■■N■？坌kR■■

3.2 出租车合乘运营的约束条件 采用合乘制出租车运营模式，必须保证在乘客可以在忍受的范围内牺牲一点方便性，必须满足乘客和出租车司机在经济上的心理预期，同时出租车的最大乘客数量不能大于4人。

3.2.1 司机收益

r0（D■■-N■■L■）+C■■N■■？燮■■R■■q■■P■■？燮r■■（■■D■■-N■■L■）+C■■N■，？坌k；式中：N■■为第k辆车在当前路径距离下非合乘载客人数； D■■为第k辆车在当前路径距离下非合乘载客距离；N■■ 为第k辆车接受预约的乘客总数；D■■为第k辆车经过需求点（u-v）的距离。

3.2.2 乘客收益 必须保证乘客合乘付出费用低于单独乘车费用。每一辆车的每一位乘客在合乘时的费用要小于非合乘时的费用，即满足R■■

4 结论

基于网格划分的城市出租车合乘就是在将城市主城区进行网格化划分的基础上，设置相对固定的出租车上下客站点，乘客可以在网格划分的合理经济区域内进行拼车搭乘，以此来提高公众出行的便利性并减少因道路拥堵等造成的社会成本。文章通过建立出租车合乘运营的目标函数及约束条件，研究了出租车司机、乘客利益最大化及出租车行车路径的数学模型，以期为改变目前粗放的出租车运行方式，推行城市出租车合乘运营提供参考。

参考文献：

[1]陈洁行，沈悦林，龚勤，卢亚萍.城市出租车营运管理创新探讨——以杭州市为例[J].生活品质，2010（1）：59-60.

[2]雷孟林.卡普若干问题研究.城市问题，2007，（10）：67-71.

[3]夏凯旋，明升.国外汽车共享服务的理论与实践[J].城市问题，2006（4）：87-93.

[4]曹忠于.车辆合乘研究——现状调查与对策分析：（硕士学位论文）.上海：华东师范大学，2005.

[5]卢川，吴群.城市居民出行合乘出租车问题的研究[J].道路交通与安全，2007（10）：52-55.

[6]覃运梅，石琴.出租车合乘模式的探讨[J].合肥工业大学学报，2006，28（1）：77-79.

[7]刘耀霞，张爽.车租车合乘[J].交通与安全，2008（6）：188-191.

[8]张瑾.出租车“拼车”问题研究及其服务系统设计实现：（硕士学位论文）.兰州交通大学，2009.

[9]周和平，钟璧樯等.出租车合乘路径选择与费率优化模型[J].长沙理工大学学报（自然科学版），2011（8）：20-24.