基于多源数据的高速公路交通优势度与旅游业耦合协调时空演化测度研究

为有效测度高速公路与旅游业融合发展规律,以山东省16个地市为研究对象,选取2011年、2016年和2021年作为时间断面,建立高速公路和旅游业的评价体系,并运用耦合协调模型来分析两大系统的时空演化特征。研究得出:1) 山东省高速公路优势带以济南为核心向鲁东地区延伸,鲁北、鲁南地区高速公路优势不显著;2) 全省旅游业发展水平具有不平衡性,鲁东地区整体旅游业水平高于其他地区;3) 全省高速公路交通系统优势度与旅游业发展水平基本维持在高度耦合协调水平及以上,但山东省大多数城市旅游业相对高速公路的发展较慢。由此建议:旅游业要充分借助高速公路快车道的优势,加快旅游业的转型以促进高速公路与旅游业的深度融合与协调发展,解决我国现有高速公路交通系统与旅游业在规划建设中不完善的问题。

新型城镇化下都市圈高速交通与区域创新耦合协调研究

为量化分析新型城镇化下都市圈县域高速交通与区域创新耦合协调水平,构建高速交通优势度及区域创新能力评价指标体系,综合应用熵权优劣解距离(technique for order preference by similarity to an ideal solution,TOPSIS)法、耦合协调评价模型及ArcGIS软件,以济南都市圈的52个区县为研究对象,计算县域尺度下高速交通优势度、区域创新能力及二者耦合协调水平。结果表明:受高速铁路、机场建设滞后的影响,济南都市圈内高速交通优势度呈现以济南市为核心,围绕高速交通枢纽呈圈层递减的空间分布聚集性;区域创新能力呈现以济南中心城区为核心,南高北低的不规则分布状态,德州、滨州2市较低;高速交通优势度与区域创新能力的耦合协调水平较低,济南高速交通网对周边地区创新资源配置的负向虹吸效应大于正向扩散带动作用。研究结果可为新型城镇化下县域高速交通网络建设及科技创新提供参考,在未来发展中可根据二者的耦合协调关系适度调整。

省域快速综合交通网与区域创新耦合协调度时空演化

作为国家综合立体交通网的重要组成部分,以高速公路、高速铁路、民用航空组成的快速综合交通网能够显著优化资源配置、促进创新要素流动、降低客货运输成本。为探究快速综合交通网与区域创新发展之间的耦合协调机制,选取山东省16个地级市为研究对象,以2013年、2015年、2017年、2020年为时间横断面,构建快速综合交通网优势度与区域创新能力两个子系统评价指标体系,利用熵权TOPSIS法和耦合协调模型研究两者时空分布格局及耦合协调演化特性。结果表明:①快速综合交通网优势度、区域创新能力两个子系统之间的耦合协调水平呈现出稳中有升的发展态势,快速综合交通网优势度与区域创新能力之间存在正相关关系,“高速公路+高速铁路+航空运输”多式联运地区的创新水平最高;②快速综合交通网优势度与区域创新能力均以省内经济圈核心城市为中心向外圈层递减,呈现向经济圈中核心城市集聚的特征;③快速综合交通网与区域创新的耦合存在空间差异性,“快速综合交通优势区-区域创新优势区”大多处于基础设施完备的交通枢纽、交通干线和经济贸易繁荣地区,且呈高度优质耦合协调的空间特征;而创新能力低、远离交通枢纽和主要交通干线的“快速综合交通弱势区-区域创新弱势区”处于交通末梢外围边缘区,且快速综合交通网建设对区域创新发展存在马太效应。

济南都市圈高速公路交通流空间演化及影响因素

为分析高速公路对都市圈发展的影响机理,基于济南都市圈2013、2019年的高速公路收费数据,采用空模型法,通过距离衰减函数分析高速公路交通流的空间分布规律及影响因素。结果表明:2019年济南都市圈出行距离相较于2013年的0~110 km增至0~130 km;2013、2019年济南都市圈高速公路交通流出行时间均集中在0~61 min;2019年济南都市圈距离衰减系数减小,呈由济南市中心城区向其他市中心城区、县(区)的梯度递减特征,由块状分布演变为以济南市为分界线的西高东低片状空间分布;2019年济南都市圈高速公路日均车流量比2013年明显增加,呈济南市为核心、相对集聚的多中心“云朵状”空间分布;济南都市圈高速公路交通流距离衰减系数与经济密度、人口密度、国内生产总值(gross domestic product,GDP)和人口数量4个因素呈显著的负线性相关,且影响程度依次降低。未来应继续加强济南市与鲁西地区的经济联系,实现济南都市圈内各区县经济协同发展。

基于多源数据的城市高速公路通勤通道识别研究

随着特大城市建设的蓬勃发展,人们的出行距离不断增加,高速公路已成为越来越多的人出行的重要选择,进而导致高速公路出现拥堵。本文利用高速ETC卡口数据、ETC卡口基础数据和高速公路路网数据,采用K-means++聚类对济南市高速通勤通道进行识别,并结合济南市高速路网数据对其通勤流的时空特征进行分析。结果表明:1) 采用聚类方法识别出19段双向通勤型高速路段、2段单向通勤型高速路段。2) 济南市高速通勤路段时间通行特征呈现双驼峰型,在早高峰及晚高峰出行车辆较多,平峰车辆较少,符合通勤型通道车流的特征。3) 高速通勤通道呈现镜像C型分布特征,其通勤通道主要为济南北部G35、东部及南部的G2001,同时还涉及S8105华山枢纽至崔寨西枢纽路段和G2的曹范立交及港沟立交,其通勤通道大多穿梭于城市主要居住区、工作区及连接城市快速路的枢纽附近。4) 通勤通道车流量主要呈现G35高速车流量占比较高,其次为G2001的特点,东绕城路段车流量均在1000辆/h以上。通过本论文的研究,可以更好地了解高速公路的运行特点,为交通管理部门提供科学依据,提升交通效率,改善出行体验,促进城市可持续发展。

考虑拥堵状况的城市主城区小学设施可达性研究

基于poi数据、交通态势数据采用栅格耗费距离法对小学教育设施可达性进行研究,并以济南市主城区小学教育设施为研究对象,对比分析不同出行方式下的小学教育设施的可达性。结果表明:济南市小学教育设施可达性特征是市中区北部与天桥区南部可达性较好,南部山区以及历下区南部千佛山黄金谷附近受地形因素影响可达性相对较差,黄河以北地区的可达性有待改善。机动车出行与自行车出行的可达性差异不明显,在一些偏远地区机动车的可达性优势较大,而机动车与自行车的可达性明显优于步行方式的可达性。

考虑行程时间的高速公路网脆弱性研究

为避免突发事件造成路网中的部分节点或路段失去其通行能力,进而影响整个路网的运行效率,保障高速公路网络安全运营,运用复杂网络理论对高速公路网络脆弱性进行研究。首先,在Space-L方法的基础上,构建行程时间加权的高速公路网络拓扑结构,并提出了此加权网络中节点重要度的衡量指标;其次,基于节点与边的相关指标,采用删除法模拟高速公路网络在不同攻击策略下的脆弱性变化;最后,结合山东省区域高速公路网交调数据与高速公路收费数据,研究行程时间加权下的高速公路网脆弱性。实例结果表明:行程时间加权的节点重要度指标能够综合考虑高速公路网的多项指标,更好地体现节点的重要度;在高速公路网络的脆弱性方面,不管是节点攻击还是边攻击,高速公路网络对不同攻击策略都表现出一定的脆弱性;从攻击效果来看,蓄意攻击节点策略中,贪心攻击策略要优于初始攻击策略,并且不论是节点还是边攻击策略下,贪心加权介数的攻击策略都要优于其它攻击策略,使网络表现出更强的脆弱性。

碳达峰与碳中和背景下省域高速公路网碳排放精细化测算方法

基于高速公路门架、2019年货运专项调查、汽车能耗查询平台等数据,综合考虑不同车型、不同路段饱和度下车辆能耗差异,构建基于改进“政府间气候变化专门委员会”(IPCC)的高速公路网碳排放精细化测算模型,并以山东省为例进行实例分析。结果表明:从车型上看,高速公路碳排放客车、货车碳排放量占比分别为45.29%、54.71%,其中主要碳排放源为Ⅰ类客车、Ⅰ类货车与Ⅵ类货车等;从路网分布看,碳排放高值路段主要在人口密集和经济发达城市的绕城高速,邻近综合交通枢纽(高铁、机场、港口),济青、京沪运输通道等呈现空间集聚分布特征;从区域分布看,碳排放高值区主要在以济南中心城区为核心的省会经济圈、以青岛中心的城区为中心胶东经济圈集聚,并呈现出从经济圈中心向外逐层递减的态势。该研究可为区域交通碳排放相关政策监管、区域交通运输“碳达峰”时间点研判提供理论和数据支撑,对推动区域交通运输双碳目标的实现具有重要现实意义。

低碳政策下考虑行程时间不确定性的机场地面通达方式选择

在航空客运量快速增长的背景下,为了更有效地引导出行者选择低碳环保的机场地面通达方式,以西安咸阳国际机场为例,研究了低碳消费券补贴和居民环保意识对机场地面通达方式选择偏好的影响,并探讨了行程时间不确定性对于居民是否选择绿色出行方式的影响。考虑到交通环境的复杂性,设计了一个考虑行程时间不确定性的陈述性选择偏好实验来调查前往机场的出行者。基于收集的数据,通过构建混合累积前景理论-多项Logit(Cumulative Prospect Theory-Multinomial Logit,CPTMNL)模型,研究了不同场景下出行者的选择偏好。模型标定结果表明,一方面,行李数量、行程时间不确定性、出行费用、提前到达机场的时间偏好是机场地面通达方式选择的重要影响因素;另一方面,碳减排比例和消费券补贴均对低碳出行方式产生显著影响。由此可以看出,在当前推广绿色出行的背景下,出行者对碳减排的重视程度逐渐增强,在出行时会有意识地选择低碳出行方式。低碳消费券补贴能够进一步促进出行者放弃私人交通方式转而选择公共交通。因此,交通管理者在倡导使用公共交通时,可以考虑强调环保概念、提供政策补贴等措施。针对行程时间延误对出行方式选择的显著影响,着力于提高公共交通运行的可靠性可以缩短行程时间延误差值,更有助于调整交通结构偏向低碳的公共交通。通过不断强化低碳出行理念,营造低碳社会氛围,提高公共交通出行便利度和可靠性,关注居民低碳出行选择特征并实施低碳激励策略,能够更好地引导出行者更多地使用绿色出行方式。

基于SVM-BP神经网络组合模型的高速公路出口流量预测

为了给高速公路交通流精准预测提供更准确的方法,本文利用济南西高速公路出口早晚高峰流量数据,采用SVM-BP神经网络组合模型进行短时交通流预测,并对单一的SVM(支持向量机)模型、BP神经网络模型和组合模型的预测精度进行比较和实证分析。当样本数量小于或等于120时,结果表明:①误差对比:当样本数量大于22时,由于预测集与训练集数据分布本身存在差异且SVM模型训练完成后过于复杂导致三种模型的误差逐渐变大。②预测精度:组合模型>BP神经网络>SVM,组合模型的平均绝对误差(MAE)提高了6.85%,远高于其他单一模型,验证了组合模型的有效性。

考虑碳排放的HOV车道综合效益评价

为科学评价高乘载(High-Occupancy Vehicle,HOV)车道对道路运行综合效益的影响,在构建考虑碳排放的HOV车道综合效益评价体系的基础上,采用熵权TOPSIS法对HOV车道综合效益进行评价,并以济南市经十路为例采用VISSIM软件对道路进行仿真,对比分析不同设置方案下HOV车道综合效益的差异性。结果表明:将公交专用道改建为HOV车道可有效降低车辆延误时间,提升平均行驶速度与断面运送人数,减少路段车辆总碳排放;不同方案的HOV车道综合效益值由高到低依次为“HOV2+”“HOV3+”“HOV4+”“无HOV”,其中HOV2+车道作为最优方案,可有效减少3%的碳排放量;随着路段流量的逐步增大,HOV车道的合乘优势更加凸显,可提升整个路段的通行效率,减少车辆和人均延误时间,这表明HOV车道建设能在一定程度上缓解交通拥堵,优化交通出行结构,对降低城市道路碳排放产生积极影响,可助推交通运输行业实现“双碳”目标。