基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵額外成本估算方法，包括收集與城市交通擁堵相關(guān)的主要宏微觀數(shù)據(jù)；構(gòu)建城市交通擁堵額外成本模型：擁堵額外時間成本、擁堵額外燃油成本和擁堵額外環(huán)境污染成本；三部分成本都是在道路等級分類和車型分類的基礎(chǔ)上算得，進而估算城市交通擁堵額外成本值。本發(fā)明通過宏觀定性分析和微觀定量分析的方式，全面把握影響交通系統(tǒng)運行的關(guān)鍵因素，表現(xiàn)出科學(xué)性、全面性、通用性、可操作性強等特征，對全面了解城市交通擁堵狀況和擁堵治理策略研究具有重要的現(xiàn)實意義。
【專利說明】基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市道路系統(tǒng)、車輛系統(tǒng)和交通擁堵治理等領(lǐng)域，特別涉及一種基于 道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 城市機動化的高速發(fā)展給城市交通帶來一系列問題，城市因交通擁堵造成的損失 逐年遞增。國內(nèi)外學(xué)者提了出大量的擁堵治理理論和實踐方法。其中，交通擁堵造成的損 失成為研究熱點。
[0003] 擁堵成本量化研究最終將落實到擁堵治理措施這個根本目的，擁堵成本量化與道 路、車輛、人、資源等因素相關(guān)。擁堵成本估算方法是以經(jīng)濟學(xué)、數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合交通這個 行業(yè)能反映城市擁堵現(xiàn)狀的綜合分析方法。擁堵成本研究從20世紀(jì)60、70年代的擁堵定 價理論，到20世紀(jì)90年代歐美提出的城市擁堵成本估算體系，到我國多位學(xué)者提出的多種 擁堵成本測算方法，這些方法能從某一層面反映擁堵現(xiàn)狀，但關(guān)于擁堵成本定量分析至今 仍沒有統(tǒng)一的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估 算方法。
[0005] 技術(shù)方案：一種基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法，包括如 下步驟：
[0006] 步驟1 :分類整理城市車流量、車速、道路里程數(shù)據(jù)；
[0007] 步驟2 :構(gòu)建城市交通擁堵額外成本模型，包括擁堵額外時間成本模型、擁堵額外 燃油成本模型和擁堵額外環(huán)境污染成本模型；
[0008] 步驟3 :根據(jù)步驟1、步驟2得到的數(shù)據(jù)估算城市交通擁堵額外成本值，輸出結(jié)果。
[0009] 所述步驟1具體為：
[0010] (1-1)將擁堵范圍內(nèi)的道路等級分為三類，分別為快速路、主干路和次干路；擁堵 車型分為三類，分別為小汽車、中型車和大型車；根據(jù)平均行程速度計算公式

【權(quán)利要求】
1. 一種基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法，其特征在于，包括如 下步驟： 步驟1 :分類整理城市車流量、車速、道路里程數(shù)據(jù)； 步驟2 :構(gòu)建城市交通擁堵額外成本模型，包括擁堵額外時間成本模型、擁堵額外燃油 成本模型和擁堵額外環(huán)境污染成本模型； 步驟3 :根據(jù)步驟1、步驟2得到的數(shù)據(jù)估算城市交通擁堵額外成本值，輸出結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法，其 特征在于，所述步驟1具體為： (1-1)將擁堵范圍內(nèi)的道路等級分為三類，分別為快速路、主干路和次干路；擁堵車型 分為三類，分別為小汽車、中型車和大型車；根據(jù)平均行程速度計算公式
為第i臺車輛的速度；N為觀測的車輛數(shù)）計算擁堵區(qū)域擁堵時間內(nèi)相應(yīng)等級道路上不同 類型車輛的實際平均行程速度； (1-2)按擁堵平均延誤指數(shù)計算方法Cl = (ATTS-FFTT)/FFTT(ATTS為實際路段行程時 間；FFTT為自由流狀態(tài)下的路段行程時間）計算擁堵延誤指數(shù)； (1-3)將人均單位小時價值分3個等級，小汽車出行人群人均單位小時價值、中型車出 行人群人均單位小時價值和大型車出行人群人均單位小時價值；計算三種車型乘客群體對 應(yīng)的單位時間價值，以城市中高收入、中等收入和較低收入分別代表小汽車、中型車和大型 車乘客群體的人均年收入，并計算單位時間價值； (1-4)計算不同類型車輛擁堵燃油額外消耗量，擁堵時燃油消耗為基本暢通行駛?cè)加?消耗的1. 2?1. 5倍； (1-5)選擇汽車尾氣污染物，分別計算不同車型不同排放標(biāo)準(zhǔn)車輛擁堵時的尾氣排放 量，計算結(jié)果按不同等級道路上不同車型進行分類。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法，其 特征在于，所述步驟2具體為： (2-1)對城市交通擁堵宏微觀環(huán)境進行說明，包括社會、經(jīng)濟、環(huán)境、交通子系統(tǒng)宏觀特 征，平均行程速度、平均延誤、交通密度、人均單位時間價值、不同車型尾氣因子、不同車型 工況微觀數(shù)據(jù)； (2-2)分別測算不同擁堵強度條件下不同道路等級不同車型的平均行程速度、平均交 通密度以及車型構(gòu)成比；計算不同等級道路上不同車輛的交通流量，公式為：
(1) 在交通流量計算的基礎(chǔ)上，基于道路等級和車輛類型，構(gòu)建城市交通擁堵額外時間成 本估算模型：
(2) 其中，CMtrat為城市交通擁堵造成的額外時間成本；i為3種道路類型，分別為快速路、 主干路、次干路（i = l，2, 3) ;j為3種不同類型車輛，小汽車、中型車、大型車（j = l，2, 3); Li為某i等級道路擁堵長度和；為某i等級道路上j型車的實際平均速度；Vi/為某i 等級道路上j型車擁堵臨界速度；D為車輛平均每年使用道路天數(shù)；Kg為某i等級道路上j 型車的交通密度；P」為j型車載客系數(shù)；為某i等級道路上j型車高峰小時流量；λ υ為 某i等級道路上j型車所占比；為j型車乘客人員人均單位小時時間價值；η為城市配 送車貨物擁堵經(jīng)濟損失換算系數(shù)； (2-3)按步驟2-2中公式（1)計算不同等級道路上不同車輛的交通流量，在交通流量計 算的基礎(chǔ)上，基于道路等級和車輛類型，構(gòu)建城市交通擁堵額外燃油成本估算模型：
(3) 其中，CMtraf為城市交通擁堵造成的額外燃油成本；i為3種道路類型，分別為快速路、 主干路、次干路（i = l，2, 3) ;j為3種不同類型車輛，小汽車、中型車、大型車（j = l，2, 3); Q為某i等級道路擁堵長度和；F,為暢通條件下j型車百公里燃油消耗平均值；歹^為擁 堵條件下j型車百公里燃油消耗；為某i等級道路上j型車高峰小時流量；D為車輛平 均每年使用道路天數(shù)；Kg為某i等級道路上j型車的交通密度；Pk為汽油和柴油； (2-4)選取主要污染物為其排放因子，引入不同排放標(biāo)準(zhǔn)車輛構(gòu)成比例參數(shù)； 按步驟2-2中公式（1)計算不同等級道路上不同車輛的交通流量，構(gòu)建不同類型車輛 擁堵時間計算方法，公式為：
(4) 基于道路等級和車輛類型，構(gòu)建城市交通擁堵額外環(huán)境污染成本模型：
(5) 其中，C；xtMp()llutant為擁堵增加的污染物所產(chǎn)生的損失總和；i為3種道路類型，分別為 快速路、主干路、次干路（i = 1，2, 3) ;j為3種不同類型車輛，小汽車、中型車、大型車（j = 1，2, 3) ;k為汽車尾氣污染物；TCj為j型車擁堵額外時間和；ω jk為擁堵過程中的減速及怠 速，j型車某k污染物排放系數(shù)，由排放因子算得；ω '為暢通條件下j型車某k污染物排 放系數(shù)，由排放因子算得；CEk為每增加一種k污染物所造成的環(huán)境成本；Q為i種道路擁 堵長度和；為某i等級道路上j型車高峰小時流量；為某i等級道路上j型車的實際 平均速度；為某i等級道路上j型車擁堵臨界速度；λ u為某i等級道路上j型車不同 排放標(biāo)準(zhǔn)車輛的比例；D為車輛平均每年使用道路天數(shù)；Kg為某i等級道路上j型車的交 通密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于道路等級和車輛類型的城市交通擁堵成本估算方法，其 特征在于，所述步驟3具體為將步驟1的數(shù)據(jù)分別應(yīng)用于步驟2的模型中，分別得到城市交 通擁堵額外時間成本(；xtrat、擁堵額外燃油成本(； xtraf和擁堵額外環(huán)境污染成本C；xtrap()llutant， 將這三個成本值相加，輸出城市交通擁堵區(qū)域的擁堵成本結(jié)果。
【文檔編號】G08G1/00GK104091440SQ201410311801
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】何杰, 張翼軍, 杭文, 章晨 申請人:東南大學(xué)