1 城市交通擁堵評價指標體系
1.1 評價體系選擇
(1) Tomtom交通指數研究中心
基於Tomtom公司的GPS導航產品記錄的車輛數據, 提供全球各國主要城市的年度擁堵排名和其中部分城市 (不包括中國城市) 的交通擁堵實時數據。
(2) INRIX研究中心
基於INRIX交通大數據公司的數據, 提供北美洲和歐洲主要城市的交通運行狀況年度報告, 報告中包含主要城市交通擁堵排名。
(3) Texas A&M交通研究中心
結合美國交通運輸部及INRIX交通大數據公司的數據, 發佈年度美國機動化水平報告, 報告中包含了主要城市的居民出行狀況和交通擁堵嚴重程度排名。
(4) 高德地圖交通大數據團隊
基於高德地圖軟件積累的交通出行數據, 提供中國主要城市的交通擁堵實時排名 (每5分鐘更新交通擁堵指數) , 並出版年度報告。
(5) 滴滴媒體研究院
基於滴滴出行平臺數據, 出版中國主要城市交通運行狀況年度報告。
1.2 指標體系的相似之處
各機構在城市交通擁堵評估時使用的核心指標均為“交通擁堵指數” (具體評價指標的名稱因評估機構而異) 。這類指標通常被用來量化反映路網整體擁堵程度, 並作為各城市或地區的擁堵嚴重程度排名依據。表1對比了各報告中這類指標的具體定義內容。可以看出, 各評估機構對“交通擁堵指數”相關指標的定義核心內容類似, 大都將實際旅行時間與自由流狀態的旅行時間進行比較 (IN-RIX研究中心例外) , 旨在通過計算交通擁堵帶來的時間成本反映擁堵的嚴重程度。
表1 各交通擁堵評估機構的“交通擁堵指數”定義
由於大部分交通擁堵評估機構報告的指標定義均包含“自由流狀態”的概念。表2對比了各報告中對這一概念的具體解釋。
表2 各交通擁堵評估機構的“自由流狀態”的定義
可以看出, 各評估機構均傾向於將“自由流”狀態定義為“暢通的交通流狀態”, 其中:Texas A&M交通研究中心和滴滴媒體研究院均採用夜間交通流狀況作為自由流狀態的標準;INRIX研究中心認為在全天24 h中, 除了擁堵時段之外的時間均為自由流狀態;其餘評估機構並未給出具體解釋。
1.3 指標體系的相異之處
除了定義針對整個路網交通運行狀況的“交通擁堵指數”之外, 各評估機構均分別定義了用於具體評價交通擁堵持續時間、嚴重程度、影響範圍等特徵的評價指標。表3列舉了各評價機構特有的評價指標。可以看出, 不同國家的各評價機構定義具體指標的核心目的是為了描述出行者的實際出行感受, 例如計劃時間指數、網絡緩衝率等指標, 都是圍繞對出行者希望準時到達目的地的心理狀態的描述而設計。
表3 各交通擁堵評估機構的“交通擁堵指數”定義
2 交通擁堵評價結果對比
2.1 美國城市對比
表4列舉了以美國主要城市為評價對象的交通擁堵評估機構的城市排名及具體評價結果。可以看出, 三個體系的排名重合度較高。區別在於, 表4中有三個城市僅出現在Tom Tom交通指數研究中心的排名中, 分別是聖何塞、波特蘭和火奴魯魯。
表4 美國主要城市交通擁堵排名
著名的“駕駛之城”洛杉磯在三個評估報告中均排名第一, 排名前十位的城市中有六個城市重複。其中, Texas A&M交通研究中心和INRIX研究中心的城市重合度非常高, 原因可能是兩者的主要數據均來自INRIX交通大數據。並且從數值上看, Tom Tom和Texas A&M的評價結果數值範圍非常相近, 實際旅行時間與自由流旅行時間的比值在1.24~1.45之間。
導致聖何塞、波特蘭和火奴魯魯這三個城市上榜的原因可能是Tom Tom交通指數研究中心的數據來源是小汽車GPS導航的數據, 評價依據主要是小汽車的實際行駛狀態。而另外兩個評估機構的數據來源更廣泛, 還包括例如道路攝像頭、高速公路管理部門報告的數據。因此交通擁堵評價結果的依據除了小汽車的實際行駛狀態之外, 還應該受到不同國家或地區具體的路網結構、各種道路設施服務水平的差異等因素的影響。
2.2 中國城市對比
表5列舉了以中國主要城市為評價對象的交通擁堵評估機構的城市排名及具體評價結果。可以看出, 在排名上三個評估機構的上榜城市大部分是重合的, 例如重慶、北京、廣州等主要城市。然而在數值上, 國內外評價結果較為懸殊。
以實際旅行時間與自由流旅行時間的比值為標準, 高德地圖交通大數據團隊的評價結果比TomTom交通指數研究中心的結果普遍高0.5~1.0。原因可能是兩者的具體評價範圍、評價對象不同, 例如雖然兩個評估機構的數據來源均為各自的GPS產品, 但高德地圖的GPS產品在中國主要城市的普及率可能遠高於Tom Tom公司的產品, 由此導致兩者的評價範圍和對象不同。
與美國的評價結果相比, 中國的評價結果因為數據來源不同導致的評價結果差異較為明顯。哈爾濱、濟南這兩個城市在高德地圖交通大數據團隊和滴滴媒體研究院的報告中均排名靠前, 但並未出現在Tom Tom的排名中。分析兩者的共同點, 發現兩個城市在2016年均因修建地鐵致使市中心區域大面積道路施工, 除此之外還有哈爾濱的地下管廊建設工程、濟南“海綿城市”建設工程也造成道路資源供給的明顯下降。由此看來, Tom Tom報告對這類由於政策造成的短期影響的敏感性較弱, 原因可能是, 相比於美國主要城市, Tom Tom公司的GPS產品在中國主要城市的普及率較低, 因此其對中國主要城市的交通擁堵評價的數據來源可靠性較低。
2.3 中美主要城市對比
由於機動化程度、城市空間結構、公共交通發展水平等多方面的差異, 中美兩國的交通擁堵嚴重程度存在較大區別。對比中美兩國主要城市的“交通擁堵指數”數值結果可以發現 (見表4和5) , 對於中國主要城市的出行者, 由於交通擁堵而造成額外花費的旅行時間普遍高於美國主要城市的出行者。重慶、成都和北京的交通擁堵嚴重程度高於美國最擁堵的洛杉磯 (該評價指標體系由於數據來源樣本數量的區別而存在一定的誤差) 。
除了“交通擁堵指數”這類評價整個城市路網的服務水平的指標之外, 通過對比網絡緩衝時間和計劃時間指數這兩個指標, 也可以發現中美兩國的出行者在交通擁堵情況下的感受和行為是不同的。假設出行者在擁堵時段內需要駕駛10 km。為了準時到達, 中國石家莊市的出行者需要多花21.9 min, 而美國華盛頓特區的出行者需要多花分29.8 min (假設擁堵時段內高速公路平均速度為40 km/h) 。
綜上所述, 中美兩國主要城市交通擁堵評價結果不同的原因包括主觀和客觀因素。在客觀方面, 兩國不同城市的道路設施服務水平、機動化水平、公共交通出行比例等存在差別。從主觀看來, 兩國出行者的通勤半徑、出行習慣和心理預期也存在較大區別。交通擁堵評價的目的是利用能採集到的實時交通運行數據, 量化反映路網整體擁堵程度和 (或) 具體路段擁堵特徵, 為交通管理政策和居民出行決策提供依據。前文列舉的五類不同國家的交通擁堵評價報告, 儘管評價指標體系類似, 但評價結果卻存在明顯不同。原因可能來自於各評價模型的數據來源、評價空範圍、數據處理方法等方面存在的差異。
總體來說, 各評價體系的結果有一定的參考性, 但評價方法均存在缺陷, 導致評價結果的參考價值有限。尤其是對於居民的出行決策, 城市擁堵嚴重程度排名、交通擁堵指數等指標具有一定程度的抽象性, 不能對實際的出行提供指導。但出行者的選擇有限, 權威機構的評價方法本身數據來源不夠嚴謹, 交通擁堵評價的實際應用的改進意義重大。
3 結語
國內外城市交通擁堵評價機構基本均採用以“交通擁堵指數”為核心概念的指標體系, 以量化路網整體擁堵程度。但是, 不同機構對該指標中的自由流狀態定義並不一致。除此之外, 各評估機構均分別定義了延誤熱點、計劃時間指數等用於具體評價交通擁堵特徵的指標。
不同機構針對美國主要城市的評價結果較為一致, 而對於中國主要城市的評價差距較大。主要原因為各評價機構的數據來源不同, 導致評價可靠性程度參差不齊。除此之外, 對比中美主要城市的評價結果, 也可以發現兩國的交通擁堵特徵存在較大區別。其主要原因一方面來自兩國的交通運行實際狀況不同, 另一方面來自評價方法的不足。
目前的交通擁堵實際評價方法的參考價值有限, 評價結果不能反映擁堵路段的真實狀態和出行者的真實擁堵感受。從出行決策的角度, 現有交通擁堵評價方法的侷限性主要有: (1) 數據來源不同, 導致評價結果橫向對比可靠程度有限; (2) 基於均值法的理念, 無法反映擁堵路段的真實時空狀態; (3) 對嚴重擁堵路段/節點的敏感性不足, 難以用於預測未來的擁堵對出行行程的影響, 對出行決策幫助有限。這些也是未來交通擁堵評價和數據公開發展的方向。
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