唐 榛，朱興琳，劉泓君

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

交通調(diào)查是交通研究的基礎(chǔ)性工作，通過(guò)客觀調(diào)查的手段，得到交通流及與其有關(guān)現(xiàn)象的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行分析，深入了解和掌握交通流的特性及規(guī)律，為交通設(shè)施建設(shè)、交通管理與控制、交通規(guī)劃、交通安全、交通流理論研究等方面提供實(shí)際參考資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文以新疆烏魯木齊市機(jī)場(chǎng)高速路基本路段在降雨天氣的交通調(diào)查為例，建立合理的調(diào)查方案，采用人工和攝像機(jī)共同采集數(shù)據(jù)的方法，通過(guò)人工調(diào)查的數(shù)據(jù)和Auto Scope（視頻交通檢測(cè)系統(tǒng)）軟件分析的數(shù)據(jù)對(duì)比，提高數(shù)據(jù)的精度和可靠性。最后運(yùn)用科學(xué)分析得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行高速公路在降雨天氣下的交通流特性分析研究。本文重點(diǎn)圍繞交通調(diào)查中的一些常用人工調(diào)查法開展調(diào)查工作，旨在增強(qiáng)研究人員及調(diào)查人員對(duì)調(diào)查方法的掌握和對(duì)交通流特性的理解，促進(jìn)人們對(duì)調(diào)查方法的思考和創(chuàng)新，對(duì)交通調(diào)查的實(shí)踐性和應(yīng)用性研究具有較大意義。

1 交通調(diào)查的目的

一般而言，交通調(diào)查的主要目的是收集真實(shí)可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本次調(diào)查的目的是為了獲得高速公路在正常天氣和降雨天氣的交通量、行車速度、密度、車頭時(shí)距等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的交通流特性研究做準(zhǔn)備。

2 交通調(diào)查的內(nèi)容

2.1 調(diào)查時(shí)間

交通調(diào)查的時(shí)間和持續(xù)時(shí)長(zhǎng)是根據(jù)所要收集數(shù)據(jù)的類型及用途來(lái)確定，通常的調(diào)查時(shí)間為24h、16h、12h、高峰小時(shí)調(diào)查等，一般的調(diào)查要求避免異常天氣或者特殊情況，本次調(diào)查旨在獲得非正常情況下的交通數(shù)據(jù)，因此調(diào)查的時(shí)間選擇適用于高速公路調(diào)查的高峰小時(shí)調(diào)查，由于烏魯木齊市在2015－06－15下午—2015－06－16上午迎來(lái)入夏以來(lái)最強(qiáng)降雨，整個(gè)過(guò)程的降水量為大到暴雨，因此具體調(diào)查時(shí)間選擇在2015－06－16上午的9:00～11:00早高峰進(jìn)行，并選擇在17日上午的同樣時(shí)間段、同樣地點(diǎn)，采集正常天氣數(shù)據(jù)作為對(duì)比。

2.2 調(diào)查地點(diǎn)

調(diào)查的觀測(cè)點(diǎn)通常有連續(xù)式觀測(cè)站、間歇式觀測(cè)站、臨時(shí)性觀測(cè)站，本次調(diào)查根據(jù)實(shí)際情況和需要選擇臨時(shí)性觀測(cè)站。調(diào)查地點(diǎn)要本著全面覆蓋、實(shí)事求是、合理布局、規(guī)模適度、定量分析與定性分析相結(jié)合的原則，依照“科學(xué)、全面、合理、創(chuàng)新”的指導(dǎo)思想進(jìn)行。即觀測(cè)點(diǎn)要對(duì)調(diào)查的路段全面覆蓋，提高數(shù)據(jù)的精度和代表性，結(jié)合調(diào)查不同路段的特點(diǎn)采用不同的對(duì)策，使站點(diǎn)的效率最優(yōu)化，定量分析與定性分析相結(jié)合，使站點(diǎn)的選擇科學(xué)合理。因此通過(guò)實(shí)地考察，綜合考慮成本及周邊環(huán)境等因素，最終在機(jī)場(chǎng)高速路上選取兩處調(diào)查地點(diǎn)，調(diào)查地點(diǎn)1位于廈門路與烏昌公路交叉口處的橫跨機(jī)場(chǎng)高速路的過(guò)街天橋上，調(diào)查地點(diǎn)2位于S112線星沃機(jī)械處的橫跨機(jī)場(chǎng)高速路的過(guò)街天橋上，如圖1、圖2所示。

圖1 調(diào)查地點(diǎn)1

圖2 調(diào)查地點(diǎn)2

2.3 交通量調(diào)查

交通量的調(diào)查方法通常取決于現(xiàn)有設(shè)備、經(jīng)費(fèi)、技術(shù)條件、調(diào)查環(huán)境等因素，主要的調(diào)查方法有人工計(jì)數(shù)法、浮動(dòng)車法、機(jī)械計(jì)數(shù)法、錄像法等，經(jīng)過(guò)綜合考慮，本次調(diào)查采取以錄像法為主、人工計(jì)數(shù)法為輔的方法進(jìn)行。調(diào)查的地點(diǎn)均位于過(guò)街天橋上，調(diào)查對(duì)車輛的正常行駛不會(huì)產(chǎn)生影響，且能保證攝像機(jī)架設(shè)的高度和拍攝的視野。常用的錄像法是拍攝完成后，將錄像重新播放，按一定的時(shí)間間隔來(lái)人工統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)，時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本均花費(fèi)較高，本次調(diào)查人工需要現(xiàn)場(chǎng)來(lái)計(jì)數(shù)，視頻資料用AutoScope軟件分析。設(shè)計(jì)調(diào)查如表1所示。

表1 機(jī)場(chǎng)高速交通流量調(diào)查表

2.4 車速調(diào)查

車速是人們出行時(shí)所考慮的重要因素之一，常見(jiàn)的車速調(diào)查有地點(diǎn)車速和區(qū)間車速。

地點(diǎn)車速是指車輛通過(guò)某個(gè)地點(diǎn)的瞬時(shí)速度，本次調(diào)查采用雷達(dá)測(cè)速儀的測(cè)量方法，且與人工調(diào)查法相結(jié)合，雷達(dá)測(cè)速法由調(diào)查人員手持Bushnell雷達(dá)測(cè)速儀在過(guò)街天橋上測(cè)量，一個(gè)車道一個(gè)調(diào)查員。設(shè)計(jì)的調(diào)查表如表2所示。

表2 機(jī)場(chǎng)高速雷達(dá)測(cè)速調(diào)查表

人工調(diào)查法是在調(diào)查路段設(shè)置一段小距離l，以路邊的照明燈柱為參照物，事先用激光測(cè)距儀或皮尺量取燈柱間的距離。調(diào)查時(shí)一個(gè)車道一個(gè)調(diào)查員，調(diào)查員用秒表記錄車輛通過(guò)小距離l的起始燈柱到終止燈柱的時(shí)間，即可求出地點(diǎn)車速。調(diào)查表如表3所示。

表3 機(jī)場(chǎng)高速地點(diǎn)車速調(diào)查表

區(qū)間車速的調(diào)查通常有牌照法、流動(dòng)車法、跟車法、五輪儀測(cè)速法和光感測(cè)速儀法。本次調(diào)查采用牌照法來(lái)測(cè)量區(qū)間車速，能較好地反應(yīng)出交通堵塞和通行效率等方面的問(wèn)題。將兩個(gè)過(guò)街天橋編號(hào)設(shè)置為起點(diǎn)、終點(diǎn)，在每個(gè)調(diào)查點(diǎn)、每個(gè)車道上安排2人，1人負(fù)責(zé)記錄，1人負(fù)責(zé)報(bào)告車輛的牌照、車型和到達(dá)時(shí)刻，調(diào)查完成后，將起點(diǎn)、終點(diǎn)的同一車牌號(hào)碼綜合起來(lái)，計(jì)算出行駛時(shí)間，根據(jù)調(diào)查兩點(diǎn)間的距離L得出區(qū)間車速。調(diào)查表和統(tǒng)計(jì)表如表4、表5所示。

表4 機(jī)場(chǎng)高速牌照法調(diào)查表

表5 機(jī)場(chǎng)高速牌照法統(tǒng)計(jì)計(jì)算表

2.5 調(diào)查數(shù)據(jù)的處理

通過(guò)調(diào)查得到了人工調(diào)查和視頻數(shù)據(jù)，人工調(diào)查數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行總結(jié)，視頻數(shù)據(jù)通過(guò)AutoScope軟件進(jìn)行分析。AutoScope是美國(guó)ISS（Image Sensing System）公司開發(fā)的一款視頻交通檢測(cè)系統(tǒng)，它能夠通過(guò)對(duì)視頻資料的分析，得到交通流量、速度、空間占有率、車輛分類及車頭時(shí)距等數(shù)據(jù)。將錄像在軟件中重新播放，軟件設(shè)置為每5min記一次數(shù)，每種天氣情況分析5次后，得到的數(shù)據(jù)與人工調(diào)查數(shù)據(jù)對(duì)比，求得平均校準(zhǔn)系數(shù)，然后做第6次分析，得到最終較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

2.6 調(diào)查的注意事項(xiàng)

1）降雨天氣的調(diào)查與正常天氣不同，調(diào)查人員和調(diào)查所用的儀器設(shè)備均需要注意防雨防水，需要準(zhǔn)備足夠的雨衣、雨傘、塑料袋等防雨工具。

2）調(diào)查前，因?yàn)檎{(diào)查需要的人員較多，因此需要對(duì)調(diào)查員進(jìn)行必要的安全和調(diào)查培訓(xùn)工作，對(duì)調(diào)查人員分組布置任務(wù)，使調(diào)查員熟練掌握調(diào)查方法，本著認(rèn)真負(fù)責(zé)、科學(xué)客觀的態(tài)度來(lái)調(diào)查，盡量避免主觀意識(shí)帶來(lái)的誤差。

3）錄像機(jī)的架設(shè)要保證充分的視野，拍攝到一定距離內(nèi)所有車道的情況，要注意錄像機(jī)的內(nèi)存及電量，準(zhǔn)備足夠大的內(nèi)存卡及移動(dòng)電源充電設(shè)備。

4）地點(diǎn)車速調(diào)查時(shí)，注意避免總是選擇車隊(duì)中的第一輛車、選擇某一車種的比例或者選取高速車輛比例過(guò)大等問(wèn)題，爭(zhēng)取調(diào)查能反映真實(shí)的狀況，避免數(shù)據(jù)資料失真。

5）處理數(shù)據(jù)時(shí)，要按照統(tǒng)計(jì)方法剔除異常數(shù)據(jù)的最大和最小值，以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)真處理。

3 交通流特性分析

3.1 自由流速度特性分析

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，獲得雨水路面和正常路面狀態(tài)下高速公路自由流的速度統(tǒng)計(jì)，如圖3和4所示。

圖3 雨水路面形態(tài)車輛自由流速度

圖4 正常路面形態(tài)車輛的自由流速度

由圖3和圖4可知，高速公路處于雨水路面和正常路面形態(tài)時(shí)，車輛的自由流速度會(huì)明顯不同。處于雨水路面形態(tài)時(shí)兩條車道的自由流速度均在60km／h左右，正常路面形態(tài)下兩條車道的自由流速度多處于60～80km／h，尤其是超車道的自由流速度明顯較雨水路面的自由流速度高。這是由于雨水路面摩擦系數(shù)較正常路面的摩擦系數(shù)小，且降雨直接影響駕駛員的視覺(jué)，因此駕駛員選擇的行駛速度較低，且駕駛行為較為謹(jǐn)慎。

3.2 平均速度分析

由于降水的影響，直觀上可以明顯看出，高速公路交通流的平均速度比正常路面條件下有所降低，通過(guò)調(diào)查得到烏魯木齊市機(jī)場(chǎng)高速路在雨水路面形態(tài)下的調(diào)查路段平均速度，如表6所示。

表6烏魯木齊市機(jī)場(chǎng)高速路雨水路面形態(tài)平均速度表

由表6可知，雨水路面形態(tài)下的高速公路，超車道和行車道交通流車輛的平均速度均較正常路面有所衰減，超車道的衰減更為明顯。

3.3 速度分布特性分析

高速公路交通流受降雨和雨水路面形態(tài)的影響，車輛行駛速度的分布規(guī)律與正常條件有所差異，通過(guò)對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析，對(duì)雨水路面形態(tài)和正常路面形態(tài)下車輛行駛速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖5和圖6所示，雨水路面形態(tài)下高速公路交通流車輛速度呈偏態(tài)分布狀，而正常路面呈正態(tài)分布狀，這是由于交通流受降雨和雨水路面影響的車輛大多趨向于選擇一個(gè)較低的速度行駛，選擇較高車速的車輛較少。而且兩種形態(tài)下最大頻數(shù)所對(duì)應(yīng)的速度值也有明顯差距，雨水路面形態(tài)的速度明顯小于正常形態(tài)的速度。

圖5 雨水路面形態(tài)車輛速度頻數(shù)

圖6 正常路面形態(tài)車輛速度頻數(shù)

3.4 車頭時(shí)距分布特性分析

烏魯木齊機(jī)場(chǎng)高速路交通流在雨水路面和正常天氣路面的車頭時(shí)距與速度差關(guān)系散點(diǎn)如圖7～圖10所示，由于AutoScope分析軟件無(wú)法分析出具體每輛車的車速和車輛間的車頭時(shí)距，只能得到每5min內(nèi)通過(guò)車輛的平均車速和平均車頭時(shí)距，所以圖7～圖10實(shí)際表示的是每5min的平均車頭時(shí)距與平均速度差的關(guān)系。

圖7 雨水路面行車道車頭時(shí)距－速度關(guān)系

圖8 雨水路面超車道車頭時(shí)距－速度關(guān)系

圖9 正常天氣路面行車道車頭時(shí)距－速度關(guān)系

圖10 正常天氣路面超車道車頭時(shí)距－速度關(guān)系

雨水路面行車道的散點(diǎn)中心大約在車頭時(shí)距的3.3s處，速度差在±2m／s以內(nèi)；雨水路面超車道的散點(diǎn)中心大約在3.8s處，速度差在±4m／s以內(nèi)；正常天氣路面行車道的散點(diǎn)中心大約位于車頭時(shí)距為2.7s處，速度差在±3m／s以內(nèi)；正常天氣路面超車道的散點(diǎn)中心大約位于3s處，速度差在±6m／s以內(nèi)。其總體規(guī)律為:雨水路面的各車道較正常天氣路面的車頭時(shí)距大、速度差的離散范圍?。桓鞣N天氣情況下超車道較行車道的車頭時(shí)距大、速度差的離散范圍大。形成這種規(guī)律的原因是:雨水天氣狀態(tài)下，駕駛員受視線、道路狀況的影響，選擇了車頭時(shí)距較大、車速較低、較為謹(jǐn)慎的駕駛方法，在超車道上行駛的車輛，則會(huì)選擇相對(duì)更大的車頭時(shí)距和車速。

4 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)烏魯木齊市機(jī)場(chǎng)高速路在正常天氣和雨水天氣的調(diào)查，并對(duì)其對(duì)應(yīng)特性進(jìn)行分析對(duì)比，得到以下結(jié)論:

1）與降雨天氣類似的特殊天氣調(diào)查較正常天氣的調(diào)查更為復(fù)雜，需要制定專項(xiàng)的調(diào)查方案，做好充分的準(zhǔn)備工作；

2）本次調(diào)查在傳統(tǒng)調(diào)查方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，并加入了視頻分析軟件，通過(guò)人工調(diào)查和視頻分析來(lái)提高數(shù)據(jù)的精度，獲得更多數(shù)據(jù)，但錄像質(zhì)量易受天氣影響，且后期數(shù)據(jù)的分析處理工作量較大。

3）通過(guò)對(duì)交通流特性的分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)降雨天氣的車輛在速度上明顯低于正常天氣，車頭時(shí)距明顯增大，速度差的離散范圍減小，說(shuō)明降雨天氣對(duì)車輛的正常行駛帶來(lái)了明顯負(fù)面影響。

［1］ 王煒.交通工程學(xué)［M］.南京:東南大學(xué)出版社，2000.

［2］ 安一凡，梁院生，王花蘭.基于組合賦權(quán)法的高速公路應(yīng)急管理能力評(píng)價(jià)［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2015，17（1）:5－9.

［3］ 吳雪梅.高速公路交通量調(diào)查技術(shù)體系研究［D］.重慶:重慶交通大學(xué)，2008.

［4］ 王永明.交通調(diào)查實(shí)踐教學(xué)研究［J］.中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2000（4）:58－61.

［5］ 王殿海.交通流理論［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［6］ 魏青.面向交通調(diào)查的數(shù)據(jù)采集設(shè)備及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)開發(fā)［D］.南昌:江西理工大學(xué)，2007.

［7］ 李紹鵬.高速公路交通量調(diào)查觀測(cè)站點(diǎn)布局規(guī)劃研究［D］.重慶:重慶交通大學(xué)，2008.

［8］ 邵曉明.公路交通情況調(diào)查系統(tǒng)研究［D］.長(zhǎng)春:吉林大學(xué)，2007.

［9］ 謝華為.高速公路車速控制分析［J］.交通科技與經(jīng)濟(jì)，2014，16（1）:20－22，26.

［10］劉志強(qiáng).公路交通調(diào)查觀測(cè)點(diǎn)布局方法研究［D］.長(zhǎng)春:吉林大學(xué)，2010.

［11］Turner S M.Advanced techniques for travel time data collection，Vehicle Navigation and Information Systems Conference.1995.