道路交通运行指数在武汉的实践与应用 口官廉，杨伟，王新竹，张子培 （武汉市交通发展战略研究院，武汉４３００１ ７） 摘要：交通运行指数是综合反映道路网交通运行状况的指标，是交通运行情况的数字化。从交 通运行指数在武汉实践的意义出发．介绍了指数研究的基本原理，在定义路网中严重拥堵路段作为运 行指数核心的基础上，综合考虑人对于拥堵定义和拥堵等级的理解和感受，确定了路段拥堵感受指标， 并采用数理统计的方法，构建了车速和交通运行指数二者的对应关系，提出武汉市道路路段和路网的 交通运行指数（ＴＰ】）的指标计算公式，并在武汉得到了较好应用。 关键词：交通运行指数；交通运行；阈值；应用实践；武汉 中图分类号：Ｕ４９１ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌ６７ｌ。３４００（２０ｌ７）ｌ２－００６１．０５ Ｔｈｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ ｉｎ Ｗｕｈａｎ ＧＵＡＮ Ｌｉａｎ，ＹＡＮＧ Ｗｅｉ，ＷＡＮＧ Ｘｉｎ—ｚｈｕ，ＺＨＡＮＧ Ｚｉ－ｐｅｉ （Ｗｕｈａｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｔｒａｔｅｇｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ ４３００１ ７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ＴｒａｔｈＣ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ（ＴＰＩ）ＩＳ ａｎ ｌｎｄｅｘ ｏｆ ｔｒａ ｉｃ ｏｐｅｒａｔｍｎ ｓｔａｔｕｓ．ｗｈｉｃｈ １Ｓ ａ ｄｉｇｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｆｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｉｇｎｉｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｆｔｒａｆｉｃ ｃｏｎｇｅｓｔｆｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ｉｎ Ｗｕｈａｎ ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎ ｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＴＰＩ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｉｔｈ ｉｔｓ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｏａｄ ｗｉｔｈ ｈｅａｖｉｅｓｔ ｔｒａｆｉｃ ａｓ ｉｔｆｓ ｃｏｒｅ，ａｎｄ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｔｈｅ ＴＰＩ ｂｙ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｈｕｍａｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｆｅｅｌｉｎｇｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｌｅｖｅｌ ｔｏ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｍｅｔｈｏｄｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ＴＰＩ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆＴＰｌ ｏｆＷｕｈａｎｒｏａｄ ａｎｄ ｒｏａｄ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ＴＰ１ ｗａｓ ｗｅｌｌ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ Ｗｕｈａｎ ａｎｄ ｐｌａｙｅｄ ａ ｇｒｅａｔ ｒｏｌｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄ：Ｔｒａｆｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｆｎｄｅｘ；Ｔｒａｆｉｃ ｏｐｅｒａｔｆｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ；Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ；Ｗｕｈａｎ １ 概述 交通运行指数，也称为道路交通运行指数（Ｔｒａｆｉｃｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｄｅｘ，ＴＰ１），是综合反映道路网交通运行 ０～１００之间的数值表达，数值越大，表明道路交通越 拥堵，数值越小，表明交通越畅通。深圳市发布的交 通指数取值范围为０～５，分为畅通（０～１）、基本畅 通（１～２）、缓行（２～３）、轻度拥堵（３～４）和拥 堵（４～５）等五个等级，分别用绿色、浅绿、黄色、 橙色和红色表示。各个城市交通运行指数的分类标准 和级别不完全一致。 状况的指标，是对交通拥堵在空间、时间、强度等方面 特征的综合化、简单化描述，是拥堵情况的数字化。 目前，北京、上海、广州、深圳、杭州、武汉等 城市都陆续发布了交通（拥堵）指数。以北京为典型 代表的交通运行指数取值范围为０～１０，每２个数一 等级，分别对应“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、 武汉道路交通运行指数是参考和借鉴了国内外先 例，在北京交通运行指数原理基础上【２］，结合武汉实 际情况，于２０１１年底伴随着武汉市交通信息系统（一 期工程）的建成同步诞生的［３－４］ｏ武汉道路交通运行指 数的范围为０～１０，分为五个拥堵级别，分别是畅通， “中度拥堵”、“严重拥堵”五个级别，数值越高，表明 交通拥堵状况越严重…。上海道路交通运行指数用介于 基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和严重拥堵（分别用绿 收稿日期：２０１ ７－０９－２０ 色、浅绿色、黄色、橙色、红色五种颜色来反映道路网 不同的交通运行状态）。道路交通运行指数和道路交通 运行水平对应不同等级的阈值标准如表ｌ所示。 作者简介：官廉（１ ９８５－），男，硕士，工程师，主要研究方向 城市交通基础研究、智能交通、综合交通调查、信，４＂白．５化。 ２０１７．１２之通ｓ逻输Ｊ ６１ 表１ 武汉道路交通运行水平划分阈值标准表 武汉道路交通运行指数（ＴＰＩ） ０＜ＴＰＩ＜２ ２＜ＴＰｌ＜４ ４＜ＴＰＩ＜６ ６＜ＴＰＩ＜８ ８＜ＴＰｌ＜ｌ０ 道路运行水 畅通 量ｊ渣囊 ０ 黄色 轻度拥堵 叶１度拥堵 严舂拥堵 基本畅通 ２武汉道路交通运行指数实践 ２．１实践意义 ２０１ １年以前，武汉市对城市道路交通服务水平的评 价限于速度、流量、负荷度等单一指标的简单评价，缺 乏科学、准确、全面的交通拥堵的评价方法。如何正确 认识、客观评价城市交通拥堵，明确交通拥堵的实际状 况，需要选择有效的手段对交通拥堵演变趋势及改善措 施实施效果进行评价，并建立起一套有效的拥堵评价体 系，才能对缓解拥堵工作方案及交通发展的制订、 实施和评价１＝作提供有力的支持和保障【５】。同时，对城 市交通拥堵进行连续、系统地评价，不论是对辅助 摸清城市路网运行情况、措施实施效果、帮助市民 了解拥堵治理的效果，还是对评估未来将要实施治理拥 堵的措施和，都有非常重要的意义。 ２．２基本原理 武汉道路交通运行指数沿用北京提出的五维拥堵指 标体系（如图１所示），综合应用路网车速监测数据， 凋研分析武汉市的交通拥堵评价指标体系阈值与参数， 实现对武汉市交通拥堵水平的定量化和全方位描述，以 图２武汉市ＧＰＳ数据（左）和 传统人工调查（右）覆盖范围对比图 数的标定。鉴于交通拥堵“点一线一面”的蔓延方式，我 们从研究拥堵瓶颈出发，定义路网中严重拥堵的路段作为 运行指数的核心，在此基础上，综合考虑武汉驾驶员和乘 客等不同人群对于拥堵定义和拥堵等级的理解和感受，采 图１ 五维交通拥堵评价指标体系图 用数理统计等方法，构建二者的函数对应关系，得到武汉 市道路交通运行指数（１］ＰＩ）的指标计算公式。 通过交通拥堵评价感受调查和交通拥堵评判阂值参 数确认，我们建立了出行时间与交通运行指数的换算关 系模型，这样由点及线、由线及面，逐步推算出路段、 道路、区域以及全市等不同空间范围的交通指数，具有 相对稳定可靠的优点，能够较好地贴合人们对实际路况 的主观感受。 武汉道路交通运行指数计算的数据源来自于全市约 １．５万辆 租车的实时ＧＰＳ数据，相比人工调查等传统 方法在时空覆盖范围和样本准确性上优势明显。通过出 租车ＧＰＳ数据，就能够计算出各条道路、各个片区以 及全市路网的平均车速和出行时间 １。 考虑到交通运行指数是结合主观感受和客观度量的综 合性指标，除了路网车速，还需要驾驶员和乘客对于交通 拥堵的感知，为此需要武汉市交通拥堵评价感受调查分析 和武汉市交通拥堵评ＮＩ翊值参数确认两个过程才能完成指 ２．３路段拥堵感受指标的确定 通过调查不同区域、不同道路等级、不同车速运行 ６２殳通 逻输２０１７．１２ 情况下，机动车驾驶员对交通｛｝｝ｌ堵的感知评判（调查问 卷见表２），搜集并 ｆｔＣｆ￣Ｌ动车驾驶员住交通拥堵与车 表４路段拥堵判定阈值范围表 单位：ｋｍ／ｈ 运行 畅通 基本畅通 轻度拥堵 中度拥堵 严重 等级 拥堵 速之间感性认识，建立并标定武汉道路交通运行指数。 表２交通拥堵感受调查问卷表 调研起始时闱—起培伍王——— 结束时阀 蛄柬值 快速路 Ｖ＞６０ ４５＜ ６０ ３０＜ ；４５ ２０＜ ｒ＜３０ ｒ＜２０ 主干路 Ｖ＞４０ ３０＜ ０ ２０＜ ３０ ｌ５＜Ｖ＜２０ 次干路、 Ｖ支路 ＞３０ ２０＜ｐ，＜３０ １５＜Ｖ＜２０ ｌＯ＜ ｌ５ 注：Ｖ表示路段平均行程速度。 ｌ５ ｌ０ 拥堵毒受：畅通（Ｔ）基本畅通（２）轻度拥堵（３）中度拥货（４）严重拥堵（５ 站 端 号 ０ ｔ 蓐敷名 相交道蓐名 拥 段． 蜷 苷 感 衄 受 雌段 事 件 事遵｛至估 ＋ 代 码 ２．４运行指数的计算方法 ２．４．１ 路段运行指数的计算方法 参照路段拥堵评价阈值标准（表４），按道路等级 和拥堵情况，将路段行程车速代入表５，计算得到交通 运行指数。 武汉三镇道路分级抽样分布如表３。 表３调查道路公里数抽样分布比例表 单位：％ ２ 如 ５・ ２．４．２道路网运行指数的计算方法 道路网交通运行指数按以下步骤进行计算： （１）按照快速路、主干路、次干路和支路划分的道 路等级，以１５ ｍｉｎ为统计间隔，计算道路网中各路段 的平均行程速度； （２）按照路段交通运行等级划分阈值，分别统计快 速路、主干路、次干路和支路中处于严重拥堵运行等级 的路段里程比例； 区域 Ｉ快速路ｌ主干路１次干路ｌ 小计 汉口 Ｉ ８ Ｉ １６ ｌ ｌ６ ｌ ４０ 武昌 ｌ ８ Ｉ １６ ｌ ｌ６ ｌ ４０ ４，Ｈ－Ｉ ２０ 『 ４０ 『 ４０ 【 １００ 拥堵感受调查后，对不同等级道路被调查者认为 是同一种拥堵感受级别的车辆行程速度进行数理统计 分析。其中，主干路畅通感受调查统计结果如图３所 示，平均车速火于４０公里／小时的样本累积频率约为 ８０％，可以初步判定主干路畅通感受时候路段车速应大 干４０ ｋｍ／ｈ。 （３）对各等级道路拥堵里程比例以车公里数ＶＫＴ （Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ Ｔｒａｖｅｌｅｄ）比例作为权重进行加权，计 算确定道路网拥堵里程比例，ＶＫＴ比例计算方法如式（１）。 ｖｘｒ￣： ×Ｌ …………………………………………………………・（１） 式中： ——统计时段内路段 的ＶＫＴ值（单位： ｐｃｕ’ｋｍ）； ——统计时段内通过路段 的当量小汽车交通量 路段 的长度（单位：ｋｍ）。 （单位：ｐｃｕ）； 按照式（２）汇总得到统计时段内快速路的ＶＫＴ值。 ７’快速路 至 ： 式中： ……………………………………………………（２） ７’快速路——快速路的ＶＫＴ值（单位：ｐｃｕ’ｋｍ）； Ｊｖ ——快速路的路段数（单位：条）。 主干路、次干路和支路ＶＫＴ值的计算，以此类推。 表５路段运行指数插值计算公式表 单位：ｋｍ／ｈ 交通指数 快速路 主干道 畅通 ２一（ 一６０１／ｌ ５ｘ２ ２一（Ｖ－４０）／１５ｘ２ 基本畅通 （６（）＿ ／１ ５ｘ２＋２ （４０一 门０ｘ２＋２ 轻度拥堵 （４５一 ／１ ５ｘ２＋４ （３０一 ／１０ｘ２＋４ 中度拥堵 （３０－Ｖ）／１５ｘ２＋６ （２０Ｌ＿ ／１０ｘ２＋６ 严重拥堵 ｆ２Ｏ一１０／２０ｘ２＋８ （１５－ ／１５ｘ２＋８ 次干道／艾路 ２一ｆＩ ，＿３Ｏ）／１５ｘ２ 运行指数 ［０，２） 注： 表示路段平均行程速度。 （３０ＬＩ ／１０ｘ２＋２ ［２，４） ｆ２Ｏ—Ｖ）／１０ｘ２＋４ ［４，６） （１５－ ／５ｘ２＋６ ［６，８） （１０～Ｖ）／１０ｘ２＋８ ［８，１０］ ２０１７．１２爻通 逻翰Ｉ ６３ （４）计算路网严重拥堵里程比例口，即各等级道路 ＶＫＴ值占道路网总ＶＫＴ值的百分比。 ８００ ｋｍ 全路网交通运行状况 Ｊ。 ３．２及时发布交通路况 （１）以武汉交通运行指数为核心的武汉市交通运行 周报（含月报），通过公文交换形式及时向市领导 和近２０家相关部门已累计发布ｌ６０期 】，道路交通运 行指数也成为快报和年报的重要内容【８】。 （５）将路网严重拥堵里程比例ａ转化为交通运行指 数，则路网交通运行指数为： ＿＝－（０ 口 ４） ２＋— 一（４＜口Ｓ ８） ４＋ 二 道路网交通拥堵指数 ３ （８＜口 １１） …（３） ６＋ （１ ＜ｌ４） ８＋—＿（１４＜ａ＜２４） 图４基于交通运行指数的周报．月报、快报，年报体系图 １０（ａ ２４１ 注：①工作日早高峰时段为７：００～９：００，晚高峰时段 为１ ７：００～１ ９：００；②日道路交通运行指数采用一日高峰时 段道路交通运行指数的平均值。 （２）对春节、清明节、劳动节和国庆节等大型节假 日，东湖赏樱、归元寺香会等大型活动，暴风、雨雪等 极端天气，对桥梁和通道的单双号限行和ＥＴＣ收费等 对交通造成的影响提供了量化指标，通过报纸和互联网 发布交通拥堵预警和绕行方案，为行业管理和市民出行 提供参考。 ２．５运行指数的统计方式 ２．５．１按时间统计 从宏观时间上，可以得出按天、周、月、季、年为 周期的运行指数。 从微观时间上，运行指数的粒度可以按１５ ｍｉｎ、 ｌ ｈ、早晚高峰这几个周期统计。 ２．５．２按空间统计 从空间粒度看，可以按“重要交通走廊”与“区域” 进行统计。 例如，２０ｌ６年春运从１月２４日开始至３月３日结 束。期间，武汉地区铁、公、空预计发送旅客１ ７９７万 人次，同比将增长３．２％，铁路、航空客流将再创历史 新高，市内部分区域和高峰时段疏运压力进一步增大。 １月２４日迎来２０１６年春运首日，其交通运行指数５．６， 较上周日（４．２）增加３２％，拥堵等级为轻度拥堵。其 按交通走廊划分统计，可以分为主要道路、环线、 过江通道三大类；按区域划分，则可 以分为全路网、各行政区、环线区域 及重点关注区域等。 中早、晚高峰交通运行指数分别为３．７（基本畅通）、７．５ （中度拥堵），与上周运行指数同比均有增加【９ｌ。 严重擒堵ｌ 中度拥堵ｌ ３武汉道路交通运行指数的应用 轻度拥墙ｌ 武汉道路交通运行指数在武汉的 实际工作中得到了普遍应用，作为交 通运行信息发布、常发拥堵路段公布、 重大事件交通预警等的数据支撑和技 基本畅通ｌ 畅叠 ｌ 术支持，已经初步发挥了服务决 策、服务社会公众、服务行业管理与 专业研究等作用，为和市民正确 认识武汉的城市交通拥堵水平及其特点、管理者针对性 地制定和实施拥堵治理措施、及时评价措施实施效果和 改进提供依据。主要应用在以下儿方面： （１月’７日） （’月２４日） 图５交通运行指数分时段变化对比图 春运首周工作日武汉市道路交通运行基本平稳。节 前随着离汉客流增加、市内通勤客流减少，上午７：００ ～ｌ０：００点期间道路运行从轻度拥堵级别降至基本畅 ３．１实时发布交通路况 基于武汉交通运行指数，武汉建成了武汉交通信息 通级别，但ｌＯ：３Ｏ开始拥堵加剧，ｌ１：ｏ０运行指数升 至最高７．１（中度拥堵），高于前一周工作日早高峰峰值 ６．４（中度拥堵），且中度拥堵时间持续２ ｈ。晚高峰时 系统（一期工程）和手机ＡＰＰ，实现实时发布主城区 ６４ ｊ炙通 逻输２０１７．１２ 问提前，ｌ４：３０开始进入中度 拥堵，ｌ７：００进入严重拥堵， 中度拥堵及以上时长约５ ｈ， 较春运前一周增加２．５ ｈ。丁作 日晚高峰的峰值和拥堵持续时 间明显高于早高峰。 ３．３长期跟踪交通运行 为区域交管限行、交 通设施（道路、轨道）的建设 和通车前后提供持续的跟踪监 测和评估。 如２０ｌ６年７月ｌ口起至 图６ ２０１ ６年春运首周工作日均交通运行指数变化图 ２Ｏｌ８年１月３１日，常青路（三 环线～青年路）工程的发展大 道以北段开始打围施工，沿线 路段采取交通管制措施。常青 路施工前，区域高峰时段交通 运行指数平均为８．３，处于“严 重拥堵”。施工占道后，第一 个工作日（７月ｌ１ Ｕ）交通 运行指数上升到８．７。施工占 图７区域工作日交通运行指数变化趋势图 ２００７． 道后第一周，区域交通运行指数平均为８．４，与施工前 基本持平。施工占道严重影响道路通行条件，对区域居 民出行带来了较大影响，施Ｊ二初期区域交通拥堵显著加 剧。随着配套交管措施的实施和区域居民出行习惯逐步 调整，区域交通运行水平逐步稳定。 城市道路交通运行评价指标体系ＤＢ１Ｉ／Ｔ ７８５—２０１ｌ［ｓ］， 北京：北京市质量技术监督局，２０１ １． 武汉市交通信息系统（一期工程）［Ｒ】．武汉：武汉市交 通发展战略研究院，２０１１． 武汉市交通信息系统（一期）系统详细设计报告［Ｒ】．武 ４结语 目前，作为武汉道路交通信息系统（一期Ｉ 程）成 熟的核心技术，武汉道路交通运行指数研究工作已经随 汉：武汉市交通发展战略研究院，２０ｌ１． 武汉Ｉ 交通信息系统建设项目建议 ［Ｒ】．武汉：武汉市 交通发展战略研究院，２０１０． 着系统建设基本完成，交通运行指数也得列广泛应用和 市民的普遍认知。未来，不同的用户对不同交通运 王志强，等．智能交通：面向决策，服务管理——武汉交 通信息系统助力武汉智慧城市建设【Ｃ］．２０１４年度武汉市 标准化学术获奖论文集，２叭４． 武汉市交通运行周报［Ｒ］．武汉：武汉市交通发展战略研 究院，２０ｌ１～２０Ｉ６． 行水平下拥堵的主观感受随着社会经济发展和机动化发 展而变化，因此需要根据用户需求对交通运行指数的相 关阈值参数适时进行修正和校核，使之更加准确反映武 汉道路运行状况。 武汉市交通发展年度报告［Ｒ］．武汉：武汉市交通发展战 略研究院，２０１１～２０１５． 参考文献： ［１】郭继孚等．北京 交通拥堵宏观评价指标体系开发及其 应用［Ｒ】．南京：２００７第二届中国智能交通年会论文集， 【９］吴宁宁，等．出租车火数据在城市交通中的运用［Ｃ】．２０１５ 年巾国城市交通规划学术年会，２０ｌ５． ２０１７．１２炙通￥透输６５
