清华大学李萌:基于大数据的城市交通特性分析

在这里面我们不光是看到了在不同节点有不同高度,也就是说它有不同的过饱和概率。而且我们看到在相关的上下游前后变化规律实际上也有它的内在变化含义。是什么呢?如果我们去分析,我们整个过饱和概率分布随着它的地区变化有四个基本模式,第一个模式是这样的,实际上是以建国门区域为主要代表的,这个模式是什么,它在建国门的上游地区,实际上它会出现,也就是在这个方向实际上它都是处于严重拥堵,经常会出现概率比较高的拥堵;它在下游建国门下游这个区域,是二环内环方向,大面积区域出现了过饱和概率会突变,突降的过程。什么概念?我们分析在北京非常典型的趋势,也就是说建国门是关键的节点,在这个节点概率上因为建国门所产生一系列连带的拥堵的发生,这些连带拥堵发生出现的概率和时长都小于建国门,如果通过热力图表达,热力图横轴从早上到晚上不同的时间,数轴是代表不同的位置和天数。我们这个红色看到出现拥堵区域,从建国门开始不断出现拥堵,而且以晚高峰拥堵,高高峰相对较好的现象。我们通过热力图分析和概率图分析,可以看到建国门系关键的瓶颈,导致了建国门上游出现大量拥堵的现象,这是在我们通过二环整个所有模式识别之后发现第一个主要的模式。这还是建国门模式,包括我们分析和二环、三环、四环,分钟寺、玉蜓桥模式非常类似,上游出现拥堵,下游迅速的恢复。

第三类我们看到的模式上游混合概率突然增加,下游恢复,这个包括二环境内环安定门的位置,包括三环莲花桥和四环,这连续出入口是关键节点,而上游是没有实现拥堵,而只是出现局部的拥堵现象。

第四类西二环复兴门会出现连续性的拥堵,这里面有很多办公区域和吸引人的区域,道路需求非常大,出口也非常多,出现混杂的集聚的道路交通拥堵状态。我们通过四类主要交通拥堵模式角度来看,这是我们对北京城市环路的交通瓶颈进行分析,我们分析方法一方面结合了我们交通工程里面交通分析里面基本模型和数据挖掘模型分析交通拥堵特性。

下一步希望跟大家分享的是交通排放的分析,前面几位嘉宾都讲到了交通排放的分析,我们讲的方式跟之前几个嘉宾讲的方式不太一样,因为我们用了“互联网+”的信息跟我们交通管理信息融合,一方面我们大量应用浮动车的分析,一方面从人流分析图和出租车分析,我们这个层面详细的使用GPS数据,包括它的详细信息和加速度信息,这样的信息实际上允许我们去采用微观模型进行单车整个排放的估计,我们应用的是MIT比功率模型,计算出单车在加速度模式性的排放,这些不同的汇总,同时我们也加家童部门给我们提供断面的信息,我们通过局部抽样一些单车的信息和我们断面交通流整体信息,去评价整个交通运行状态排放的分析。这个我们是排放层级,并不是污染层级,上面这张图是分析,如果早高峰绕二环一周,根据我们的速度和流量信息,可以计算出它的整个绕行一周的排放总量。下面这张图得到的是整个区域,按道路级,我们从微观得到中观道路层面排放信息得到的结果,这是在不的政策之下,绿色代表工作日,红色代表周日的情况,所以我们可以看到政策实施,平时和周末是有所区别,在不同环路里边包括运行情况和交通流的情况得到不同的结果,比如绕二环周六日排放是2.64%,平时是4.84%.这个是我们根据整个二三四环的结果,我们根据机动车方法得到的单氧化物的时空分布图,绕着空间分布的关系,在二环、三环、四环的不同位置,这个是代表不同的时间,早高峰、晚高峰不同时段产生的拥堵,另外还有热力图包括在不同位置排放整体的分布图,它也是综合了不同的信息源,针对早晚高峰进行详细的分析。右边这张图早高峰二氧化碳物排放的不足,这个我们根据分析原因,后面我们也在寻找产生的原因,这里面根据我们三维热力图不同季度、不同时间它的整个分布进行深入分析,以及针对不同管理政策,包括不同时限政策,不同节假日期间以及阅兵期间,包括两次红色预警期间对环色排放的分析,根据假期长短不一它的交通拥堵差别比较大,工作日期间碳氧化物排放3.7%,阅兵是下降很多。十一的假期、五一的假期,跟短的清明假期产生的效果也有明显的不同。

另外从我们交通的排放分析,我们也给出了它的排名,在不同的区域不同的时间段给出了它的排名,从早晚高峰对比差别非常大,人们对比早晚通勤流向产生的不同,对早晚高峰不同污染物排放跟区域来讲基本一致,这里面明显拥堵瓶颈区域会产生更多的交通排放,因为它产生低速怠速之间的排放也产生了大交通拥堵的排放。大概几个点,从里面看相对严重程度由高到低排放,从二环广安门,天宁寺,四环五棵松,三环莲花桥的排名。我们除了这个排放以外也根据排放分析,平均速度比较低,排放比较高。另外处于过渡期,过密度,以背四环为代表,这种高流量区域也是高排放的一个非常明显的代表。另外就是高速度区,实际上我们看到主要污染物排放实际上是更大的排放,高速度中流量产生比较高的整体排。另外看排放量交通以主要参数进行对比,以排放严重为对比的西二环为主要例子,主要以工作日和阅兵对比来看,我们工作日和阅兵在速度提高了20%情况之下,流量下降6.3%的情况下,我们整体交通污染物排放13.5,这个一方面我们看到直接减少道路交通的流量,更多的交通过饱和现象减少,其实它对我们污染物排放过饱和的原因,这个是对显著的参数。