（交通运输规划与管理专业论文）基于浮动车技术的北京市出租车运营管理研究.pdf

摘要 摘要 出租车系统是城市客运交通的重要组成部分，是城市公共交通的重要补充。 现阶段城市出租车运营中出现了诸多问题，如空驶率偏高、驾驶员劳动强度过大 等，影响了城市交通系统的正常运行，因此，需要进一步加强北京市出租车运营 管理。原有的基于人工调查和基于计价器i c 卡数据的方法已不能很好地适应现 代化交通管理的需要，而出租车调度及浮动车数据采集系统的建设，为城市出租 车运营管理提供了一种新的技术手段。正是在这样的背景下，本文面向城市交通 管理部门，针对基于浮动车技术的出租车运营管理展开研究，以期推动城市交通 管理向智能化、信息化的方向迈进。 面向城市交通管理部门，调查分析了北京市交通管理者在出租车运营管理中 的信息需求，并以此作为下一步研究的基础。分析表明，出租车行业运营管理信 息需求主要包括出租车运营基础指标、出租车运营时空分布规律、城市出租车合 理规模和驾驶员劳动强度等。 分析了本文中浮动车数据采集系统及其所采集浮动车数据的特点，不同之处 在于，它能够记录出租车运营中的事件触发信息和状态信息。利用地图匹配技术， 实现了车辆位置与电子地图中路网弧段的关联。设计了出租车运营信息表结构， 给出了基于匹配后浮动车数据挖掘出租车运营信息的方法，为整个研究提供了主 要的数据基础。 基于出租车运营信息数据分析和实际调查，研究了北京市出租车运营的时空 分布特点，重点对城市出租车合理规模和驾驶员劳动强度两个专题进行了研究。 结果表明北京市出租车总量规模过大，建议建立出租车规模动态控制机制，将其 稳定在合理水平上；针对驾驶员劳动强度过大的情况，建议从政府、出租车公司 和出租车驾驶员的多个角度出发，协调改善目前的局面。 引入计算机建模与仿真领域的高层体系结构( h l a ) 技术，提出了基于h l a 技术的平台体系结构开发方法，在该方法的指导下，完成了智能交通信息实验平 台的逻辑结构设计，结合现有技术设备条件，完成了信息实验平台的物理结构设 计和搭建。基于北京市出租车运营管理理论研究成果，依托信息实验平台，集成 多种数据资源，在中心数据库建立了出租车运营管理专题数据库，完成了出租车 运营管理信息系统的功能设计和开发。它能够系统全面地分析出租车运营状况， 可作为城市出租车行业管理部门的辅助决策工具。 关键词智能交通系统；出租车运营管理：浮动车技术；智能交通信息平台；信 息系统 北京工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t t a x ip l a y sa i li m p o r t a n tr o l ei n 虹l e 劬觚p a s s e n g e rt r a 哪p o r ta n di ti sa i li m p o r t 姐t g i l p p l e m e mt 0t h ep u b l i c 仃；m s p o r t a tp r e s e n t 由n e ，t l l e h a v eb e c nm a n yp r o b l e m si n 诅】( io p e r a _ t i o n ，s u c h 硒l l i g hv a n c yr a t ea n dl l i g hw o r k1 0 a df b rt a ) 【id r i v e 瑙，w h i c h b r i n gi n c o n v e n i e n c et on l em b 孤心c t h e r e f o r e ，i ti sn e c e s s a r ) ，t os 仃e n g t l l e nt a 虹 o p e r a t i o nm a n a g c m e n t t h et r a d i t i o n a ia p p r o a c h e si nt a 菇o p e m t i o nm 锄g e m e n t ，也a t b 嬲e do nm a m i a li n v e s t i g a t i o na i l d 血a tb 嬲e do nt a x ii cd a t ac o l l e c 6 0 i l ，缸en o tmf o r m o d 锄仃a 街cm a n a g e m e n ta n ym o r c n e 陬id i s p 8 t c h 锄df l o 砒啦c a rd a t a c o l l e c t i o ns y s t e mo 脑锄a d v a n c e dt c c h n o l o g yf o rt a 妇o p c m t i o nm 锄a g e m e n t t h i s t h e s i sf b c l 聘e so nt l 圮r e s e a r c ho f 切x io p e r a t i o nm 觚a g e m e n tb 鹳e do nn o 她gc a r t e c h l l o l o g yo b j e c tt ou r b a n 锄c a d m i l l i s 仃a t i o n o b j e c tt ou r b a nt r a m ca 血i n i s 们t i o n ，i n f b 吼撕0 nd e m a n d sa i l a l y s i si nt a 】【io p e r a t i o n m a n a g e m e m 、v a s 伽f i l l e d 1 ki n f o r m a t i o nd e m a n d sm l l l d e dt l l cb 嬲i ct a ) 【io p e r a t i o n i n d e x e s ，锨io p e 船t i o ns p a c e - t i m ed i s 试b u t i o n ，r e 勰o m 出l e 圳_ b a nt a 殖a m o m l ta n d 切x i d r i v e 馏、o r kl o a dc o n d i t i o n t h ef l o a t i n gc 盯d a 忸c o l l e c d o ns y s t e ma n dt h ec h a m c t e f i s t i c so fm ef l o 缅gc 盯 w e r e 锄越y z c d nw 船n o t i c e dt l l a tt h en o 妇gc a r c o v e r e dt h e 协x i 叩嗽t i o n e v c n t 柚ds 眦ei n 】f o 衄a t i o n t h r o u 曲m 印m a t c l l i n g ，v e l l i c l ep o s i t i o n 孤dr o a ds e c 6 0 n i l lt l l ed i 西t a lm a pw e r eb o u i l d t h c n ，也et a ) 【io p e 训o ni n f b r m a t i o nt a _ b l e 蛐兀1 c t i l r e w 觞d e s i 朗e da n dt h ea l g 嘶t l l mt om i n et a 姬o p e r a t i o ni n f o m a t i o nb 硒e do n 也c m a p m a t c h e d n o a t i n gc 盯d m aw 邪b r o u g h tf o 确，a r d b 私e do nt h e 极io p e r a _ t i o ni i l f o 珊a d o n 纰a n dr e a li “v e s t i g a d o n ，t h es p a c e 硒m e d i s t r i b u t i o no f b e i j i l l gt a x io p e m t i o nw 雒a n a l y z e d r e 鹤o m l b l em b 锄t a 妇a m o m ta n d t a x id r i v e 勰w 耐kl o a dw e r e s e a r c h e d i tw 鹊i n d i c 砒e dt h a tt h ep r e s 豇l ts c a l eo f b e i j i n gt a 妇s y s t 鼬w 邪t o _ 0l l i g i l a n di tw 舔s u g g e s t e dt h a tt l l et a 菇锄o l l l l tc o n 的l s y s t e mb ef o 吼d e d i i la d 曲i o l l ，t l l ew o r kl o a do f 伽【id f i v e 娼w 躺t o oh i g h 锄dt h e g o v e m m e m ，切d 【ic o m p a n i c s 孤d 协商d r i v e r ss h o i l l dm a | e 丘b r t st o g e n l e ra g a i 璐tt h e a d v e 馏ep h 勰e 1 1 l eh i 曲l e 、，c la r c 硫e c t u 唧l a ) t c c l l n o l o g yi nc o m p 时m o d e l i n g 锄ds i m u l a 虹o n f i e l d 、v 嬲i n 扛( d u c e d t h e n ，t h el o g i c a ls y s t e m 蚰栅d e v e l o p m e n ta p p r o hb a s e d h i ，aw 孙b f o u g h tf 0 棚枷a c c o r d i n gt o | 1 1 e 雒i p r o a c b ，t b el o 百c a la r c h i t c c t l l r eo f 也er r s a t i o nt e g t i n gp l a 饪b 咖w 舔d c s i 驴e d ha d d i t i o i l ，t h ep h y s i c a l a r c h i t c c t u mo fn ：屺i t si n f o 咖a t i o nt e s t i n gp l a t f o mw 髂d e s i g n e da n dt 1 1 ep l a t f o r m w 孙c o n s 协k t e du t i l i z i i l gm ee 妇s t i i 唱e q l l i p m e m s 强dt e c l l i l o l o g i e s b 船e do nm e p i 州：醯咀，v a r i e so f 仃a m cd a t aw 鲢i i l t e j 羿t e d 锄d 也es p e c i a ld a t a b a s ef o rt a ) 【i o j ) e r a t i o nm 锄g e m e mw 邪c o n s 打t e di n 也ec e 咖id m l b 雒e t h e n ，t b e 矗m c t i o n d c s i 驴a n dd e v e l o p m e mo ft h et a 】【io p e r a d o nm a n a g e m e m 训b r m a t i o ns y s t e mw 弱 如l f i l l e d t h es y s t e mc o v 饿dg e m r a lt a 虹叩e r a t i o nc 伽u d i t i o n 锄【a l y s i s 丘m c t i o n s ， w l l i c hw o i l l db ea 璐e f l l l 鹪s i s t a m d c c i s i o n - m a l 【i n gt o o l t ot h eu r b 姐仃a 伍c a d m i n i s 眦i k e yw o r d si m e l l i g e mt h 璐p o r ts y s t 眦；t h 虹0 p e 枷o nm a m g e m e n t ；f i o a t i n gc a r t e c h n o l o g ) ，；i t sh 细m a t i o np la _ 响姗；h 怕嘲a t i o ns y s t e m i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 日期：兰! ! ：! ：三 第l 章绪论 1 1 研究背景 第l 章绪论 1 1 1 亟待解决的北京市出租车运营管理问题 首都经济的快速发展，加快了北京城市化和道路交通机动化的步伐，突出表 现是建成区面积不断扩大，全市机动车社会保有量持续高速增长。作为一个发展 中的特大城市，北京的城市交通管理出现了前所未有的机遇和挑战，特别是2 0 0 8 年在北京举办奥运会，将对北京交通带来巨大的压力。尽管近年来北京市加大了 道路基础设施建设的步伐，初步形成了以快速路为主骨架的城市道路交通网络， 但随着机动车保有量的迅猛增长，交通矛盾依然十分突出，具体表现为交通拥堵 情况日益加剧，交通事故频发，交通服务水平急剧下降。 解决城市交通拥堵，满足市民出行需求的最根本途径是大力发展公共交通， 近年来北京市公共交通的发展势头良好，而出租汽车是城市公共交通的重要补 充，能够满足具有一定支付能力群体日常出行需求和一般群众特殊出行需求，并 为重大国务活动和外事活动提供运输服务保障。 有关统计数据n 】显示，北京市现有出租汽车6 6 6 万余辆，出租汽车客运量占 到城市公共交通客运量的1 l 左右。目前北京市出租汽车流量已经占到交通流量 的2 0 左右，而出租车空驶率居高不下，这部分空驶里程主要集中在市中心，对 于本已艰难的城市交通而言无异于雪上加霜。此外，空驶的出租汽车无效消耗大 量能源，成为城市环境的重要污染源。 由于出租汽车行业相关法规规章不健全，导致该行业整体的运营组织能力和 服务水平不高；受到企业经营不规范和燃油价格持续上涨等因素的影响，驾驶员 和出租汽车公司双方的劳资关系紧张，出租汽车驾驶员的劳动保障问题已受到社 会越来越多的关注；非法客运车辆扰乱了正常的客运经营秩序，造成的影响非常 恶劣；2 0 0 8 年奥运会期间，来自世界各国和国内其他地区的旅游者，必然会大 量选择出租汽车作为主要的出行手段，出租车行业必将面临巨大的机遇和挑战。 综上，城市出租汽车行业主管部门应提高行业运营管理水平，加大行业管理 力度，从而降低出租车空驶率，解决驾驶员和出租汽车公司的劳资矛盾，保障出 租车驾驶员的劳动权益，提高出租汽车行业的服务水平。 1 1 2 出租车调度及浮动车数据采集系统的应用 随着城市化的进展和汽车的普及，交通运输问题日益严重，道路车辆拥挤， 交通事故频发，交通环境不断恶化。由于交通系统是一个复杂的系统，单单从扩 北京工业大学工学硕士学位论文 建道路以提高路网通行能力，或者从提高车辆性能等方面考虑，都很难从根本上 解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。在这种背景下， 从系统的观点出发，把车辆和道路综合起来考虑，运用各种高新技术系统地解决 交通问题的智能交通系统( h t e n i g e n tt r a n s p o ns y s t e m ，简称i t s ) 也就应运而 生。 智能交通系统是在较完善的道路基础设施之上，将先进的信息技术、通信技 术、控制技术、传感器技术以及系统综合技术有效地集成并应用于地面交通系统， 从而建立起大范围内发挥作用的，实时、准确、高效的地面交通系统。我国的i t s 体系结构中，共分为8 大服务领域，其中之一便是运营管理【2 】。 自2 0 0 5 年起，北京市开始在出租汽车行业全面推广使用智能调度系统( 出 租车调度及浮动车数据采集系统) ，它集调度功能、安防功能、企业管理和行业 管理功能、信息采集功能于一身。通过该系统的建设，旨在逐步提高电话叫车比 例，减少出租汽车空驶，提高运营效率；保障车辆和驾驶员安全，预防和减少盗 抢出租汽车的事件发生：除此之外，要逐步实现出租汽车运力的科学调配和运营 数据的实时传输，为行业情况分析和决策提供支持，提高行业管理水平。 系统建设主要由调度经营商负责投资建设调度中心，以市场化方式吸引出租 车辆加入调度系统。通过系统的建设，预计将使空驶率降低2 0 ，每天可以减少 空驶里程近4 2 0 万公里，相当于日减少上路社会车辆约7 8 万辆；每天减少油耗 约4 1 6 万升u j 。 出租车调度及浮动车数据采集系统集成了全球定位系统( g l o b a lp o s 衔o n i n g s y s t 锄，简称g p s ) 、地理信息系统( a b o f 印l l i ch f o r m a t i o ns y s t 咖，简称g i s ) 、 无线通信技术和计算机网络通信与数据处理技术等高新科技，是智能交通系统在 城市公共交通领域的重要应用。 全球定位系统( g p s ) 是美国从2 0 世纪7 0 年代开始研制，历时2 0 年，耗 资2 0 0 亿美元，于1 9 9 4 年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实对三维导 航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。 地理信息系统( g i s ) 是从2 0 世纪6 0 年代中期开始发展起来的。交通地理 信息系统( g e o g r a p l l i ci n f o m a t i o ns y s t e mf o rt r a 璐p o r t 撕o n ，简称g i s t ) ，是收 集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统。它 是g i s 技术在交通领域的延伸，是g i s 与多种交通信息分析和处理技术的集成。 ( 1 ) 调度功能 g p s 定位技术的出现给车辆的导航定位提供了具体的实时的定位能力。通过 车载g p s 接收机，驾驶员能够随时知道自己的具体位置。通过通信设备将g p s 定位信息发送给调度指挥中心，调度指挥中心便可及时掌握各车辆的具体位置， 并在大屏幕电子地图上显示出来。指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被 监控车辆进行合理调度。 2 第l 章绪论 ( 2 ) 安防功能 当遇到紧急情况，驾驶员可以启动车内设置的紧急按钮，指挥中心会立即接 收这一信息，并进行实时跟踪。如果车辆长时间对于指挥中心的指令不应答，指 挥中心就可以启动数据回传功能，自动将车辆监控起来，对于被盗车辆，可以通 过远程对其进行断油断电等方式协助警方追踪。 ( 3 ) 企业管理和行业管理功能 可以利用系统采集的数据进行出租汽车企业管理，改变目前使用的按月份进 行管理的i c 卡系统，随时收集所管辖车辆的行驶状况数据，随时进行管理。 ( 4 ) 信息采集功能 全球定位系统( g p s ) 可以测出安装调度系统的出租车辆所在位置的经度、 纬度，并且通过时钟、经纬度数值即时计算出车辆的行驶速度；运用g p r s 、c d m a 等无线通信网技术，可以将车辆的经纬度和速度数据传输到调度中心；地理信息 系统( g i s ) 可以把经纬度数值在数据中心进行匹配获得车辆当前准确的位置。 经调度中心分析处理，得到反映实时道路交通状况的信息，采用包括广播、 短信、网络等多种方式下发给出行者。其中最为直接的是，通过安装在车上的语 音或屏幕导航设备，将整个城市的路况信息发送给车上的驾驶员，有助于他l e 圾 时做出正确判断，提前避开拥堵路段。 1 2 研究的意义 开展基于浮动车技术的出租车运营管理方法研究，其意义主要有以下三点 第一，有助于提高城市出租车行业运营管理水平。 作为城市客运公共交通的重要组成部分，出租车系统的良性运营将有助于形 成合理的城市公共交通结构，全方位满足市民的出行需求。然而，已有的出租车 运营状况监测与管理手段较为落后，所采集信息量不够全面，且每次进行调查都 要花费大量的人力与物力，已经不能满足现代化城市交通管理的需求。 浮动车数据采集系统作为先进的交通数据采集手段，能够持续地回传g p s 数据，在浮动车技术的支持下，研究挖掘出租车运营信息的方法，建立起先进的 城市出租车运营管理体系，将有助于实现对出租车运营状况的全面、持续监测， 为城市出租车行业运营管理提供先进的技术方法。同时，基于理论研究成果开发 应用系统，将有助于推动城市交通管理向智能化和信息化的方向发展。 第二，有助于开发利用智能交通系统的数据资源。 智能交通系统( i t s ) 发展到今天，已经建立起了许多子系统，这些系统能 够为交通研究提供丰富的数据资源。然而由于各种原因，许多数据资源不能够得 到有效的开发利用，交通信息资源浪费的现象较为严重。 开展基于浮动车技术的出租车运营管理方法研究，将有助于充分利用出租车 调度及浮动车数据采集系统的数据，从而有效地避免交通信息资源的闲置和浪 费。 第三，有助于拓展基于浮动车技术开展交通研究的思路。 已开展的基于浮动车技术的研究，多集中在利用浮动车数据进行道路运行状 况分析与预测、交通事件检测等方面，而开展基于浮动车技术的出租车运营管理 方法研究，将有助于拓展研究思路，完善基于浮动车技术的研究体系。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 出租车运营信息采集分析方法 传统的出租车运营信息采集分析方法主要包括人工调查方法和基于计价器 i c 卡数据的方法。 ( 1 ) 人工调查方法h 人工调查方法是国内城市进行出租汽车运营状况分析的主要数据采集分析 方法。调查一般分为三类，即居民出行中出租车比例调查、道路出租汽车交通量 调查、出租汽车营运专项调查。其中，居民出行调查目的是获取城市居民和流动 人口出行特征中与出租汽车相关的数据：道路出租汽车交通量调查目的是掌握出 租汽车交通流量、流向情况，及时间和空间的分布规律，一般选择在城市典型交 叉路口和典型路段进行调查；营运专项调查目的是掌握在一定时期内出租汽车的 运营情况，一般采用向出租汽车公司发放出租车营运情况调查表的形式收集数 据。 人工调查方法应用广泛，具有很强的针对性，能够按照调查目的确定调查内 容，不需要对所采集数据进行深层的信息挖掘和处理。然而，人工调查结果受到 调查员的水平、受访者参与的积极性、表格的回收率、意外事件等多方因素的影 响；人工调查方法的采样率低，所得信息量少；调查结果难以反映城市出租汽车 运营的长期变化规律，也难体现特殊事件时居民的出租汽车出行行为( 如特殊天 气、盛大节日等) 。 因此，人工调查方法耗费大量的人力物力，而调查结果却很难达到理想效果， 不能跟踪城市出租汽车运营的长期变化，系统性和持续性较差。 ( 2 ) 基于计价器i c 卡数据的方法1 5 】 基于计价器i c 卡数据进行出租汽车运营状况分析，即利用数据采集卡采集 出租车的总运营信息和运营数据明细，传输至运营管理系统中，进行数据处理， 并整理出相应的明细清单、分析图表、统计图表，供管理人员分析、使用和决策。 该方法一般应用于出租汽车公司进行企业管理中。 4 第1 章绪论 图1 一l 基于计价器i c 卡数据的出租车运营管理系统结构框图 f i g 哪l 1f 姗eo f n l e 诹io p e r 撕o nm 锄a g 蜘ms 灿b 雒e do ni cd a b 利用计价器i c 卡数据进行出租汽车运营状况分析的方法较为成熟，但同时 也存在诸多弊端，主要表现为： ( 1 ) 数据的真实性差：计价器i c 卡数据能够详细记录出租车运营信息，但 就目前i c 卡经营数据采集制度实施情况来看，驾驶员不打表的现象严重，导致 数据存在较大的误差； ( 2 ) 管理的实时性差：计价器i c 卡数据只能按一定周期采集( 通常为一个 月) ，不方便对车辆实施实时监控和管理； ( 3 ) 信息量不足：单纯利用计价器i c 卡数据无法获得出租车运营的o d 信 息，也难以掌握城市出租车运营的空间分布规律。 综上，传统的出租车运营管理数据采集分析方法在工作量、信息量、可靠性、 实时性以及系统性等方面表现出诸多不足，需要有更先进和有效的方法来满足现 代化城市出租汽车运营管理的需求。 1 3 2 浮动车数据采集系统 基于浮动车( f l o a t i i l gc 盯) 的交通信息采集系统的开发源于特殊车辆的监控 管理系统，国内外对于浮动车数据采集系统的研究开展较多。国外典型的系统有 德国的f c d ( f l o a t i n g c a r d a t a ) 浮动车系统，英国的f v d s ( f l o a t i n gv c 啦c l e d a t a s y s t e m ) 系统，美国的a d v a n c e ( a d v a n c e dd r i v e ra n dv c h i c l ea d v i r y n a _ v i g a t i c o n c e p t ) 系统，日本新一代的v i c s ( v e l l i c l ci n f o 皿a t i o n 锄d c o 蛐叫i c a t i o ns y s t e m ) 系统以及日本的p - d r g s ( p r o b e - d y r 姗i cr o u t eg u i d a m e s y s t e m ) 动态路径诱导系统。其中，德国的f c d 系统联合出租车监控调度系统 ( f l e c t m 觚a g e m 髓ts y s t c m ，f m s ) 采集车辆的g p s 数据，有效地降低了系统运 营成本，甚至没有额外的通信费用【6 】。 国内目前已建成的主要有浙江宁波的城市实时交通信息发布与动态导航系 统，它于2 0 0 4 年年底开通，通过宁波市3 0 0 0 多辆出租车g p s 运动数据采集交 通信息，对道路负荷、交通流量和畅通能力进行分析，为出行者提供导航服务。 北京交通发展研究中心【7 】利用g p s 数据记录器记录移动车辆的运行轨迹，估 计路段的旅行时间、旅行速度，基于各路段的信息得到整个城市交通网络的现状 评价，结合车载g p s 数据和计价器i c 卡数据进行了出租车运营状况分析。实验 中选用l o 台出租车作为浮动车，安装g p s 定位模块，每秒钟存储一条位置记录， 浮动车终端未装备通信模块，采集的数据直接存储在终端的c f 存储器上。研究 对利用g p s 数据进行出租车运营状况分析进行了有益的探索和尝试，但由于所 采用的浮动车数据采集系统为实验性质的，数据处理算法相对简单，无法满足城 市中大规模应用的要求；对出租车运营状况的分析停留在基础指标的层面上，未 对城市出租车运营规律展开深入的研究。 此外，北京工业大学、吉林大学、北京交通大学等高校也在浮动车交通信息 采集方面展开了相关的研究，实验基本都采用出租车作为浮动车。 到目前为止，浮动车采集数据有许多方面的应用【8 】【9 】，主要可归纳为以下四 类：第一类是利用浮动车数据为路网动态信息实时预测提供数据基础；第二类是 用于探测路网交通事件的发生；第三类是将浮动车数据作为某些路段或者高速公 路的旅行时间预测的数据基础；第四类是将浮动车数据作为城市路网功能层次划 分及整合的数据基础。但是现在还未开展专门基于浮动车数据进行出租车运营信 息挖掘，服务于出租车运营管理的研究。 1 4 研究的内容 ( 1 ) 出租车运营管理问题 面向城市交通管理部门，分析出租车行业管理现状和面临的问题，总结交通 管理者在出租车运营管理中的信息需求，作为基于浮动车数据挖掘出租车运营信 息，进行出租车运营状况分析及模型研究的基础。 ( 2 ) 出租车运营信息挖掘 浮动车数据采集是指利用出租车调度及浮动车数据采集系统采集g p s 数据， g p s 数据主要为每分钟一次的经度、纬度、速度等。通过地图匹配，实现车辆位 置与电子地图中路网弧段的关联，形成匹配后浮动车数据表。基于匹配后浮动车 数据，将g p s 数据“点”( 回传时刻) 的信息转换为表征出租车运营行为“线” ( 时间段) 的信息，形成出租车运营信息表。 ( 3 ) 出租车运营状况分析及模型研究 基于出租车运营信息数据分析，结合相关基础资料，选择有代表性的专题对 北京市出租车运营状况进行分析，研究建立相关模型，以引导出租车行业健康发 展为目标，给出北京市出租车运营管理的对策建议。 ( 4 ) 出租车运营管理信息系统 以本文的理论研究为基础，依托智能交通信息实验平台，集成浮动车数据采 集系统、独立数据源等的数据，建立出租车运营管理专题数据库，设计和开发出 租车运营管理信息系统，作为本文研究的应用成果。 6 第1 章绪论 图l 之研究内容 f i g u 把l 一2r 船e a r c hc o i i t e n 缸 7 理论研究 应用成果 北京工业大学工学硕士学位论文 第2 章北京市出租车运营管理概况 出租车在城市客运交通中具有特殊的地位和作用，它作为城市公共交通的重 要补充，能够满足具有一定支付能力群体日常出行需求和一般群众特殊出行需 求，并为重大国务活动和外事活动提供运输服务保障。 通过调查北京市出租车行业基本情况，总结出租车行业面临的主要问题，面 向城市交通管理部门，进行了北京市出租车运营管理信息需求分析。 2 1 出租车在城市交通系统中的地位和作用 随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，人们对出行的多样化需求及质 量要求日益提高，出租汽车正好可以满足人们的这种出行需求。出租汽车能够根 据客流在时间上和空间上的不同分布，提供灵活、方便、直达的运输服务，可以 很好地满足人们专有乘车空间和私密要求，由此决定它是城市客运系统中不可缺 少的客运方式。 2 1 1 出租车在城市交通系统中的地位 出租汽车是现代化城市的重要基础设施之一，它对于推进城市改革开放具有 先导性和改善投资环境的重要地位，同时，出租汽车的发达程度在一定程度上反 映了一个城市的经济发展水平和居民生活质量，甚至还反映出一个城市的现代化 总体水平。 城市客运交通系统可根据管理体制分为社会客运交通系统和公共客运交通 系统。公共客运交通系统一般由公共汽车、无轨电车、地铁、轻轨和出租汽车等 交通方式构成，按其经营方式又可以分为定线与不定线两个系统，图2 1 为城市 客运交通系统的构成图。 改革开放以来，随着社会经济形态的变革，城市的交通需求在“质，j 和 “量”两个方面均发生了前所未有的巨大变化。随着人们出行特征以及生活方式 的改变，城市交通需求的多层次差异性交得越来越突出，人们不再满足于传统的 单一公共交通模式，而要求有比较舒适的个人专有乘车环境。 出租汽车是城市客运交通中较为活跃的客运方式，以其方便、快捷、舒适和 服务面广的特点区别于其它公共交通方式。它虽处于城市客运交通方式中的辅助 地位，但在一定程度上是代表城市发展水平的标志之一，是展现城市精神文明的 “第一窗口”。 s 第2 章北京市出租车运营管理概况 图2 1 城市客运交通系统结构图【1 3 】 f i g u 托2 - ls k c t c ho f u r b 柚p 如s 黜唱盯1 h n s p o r ts y s t e ：m 2 1 2 出租车在城市交通系统中的作用 ( 1 ) 城市常规公交的一种有益补充 随着城市化进程的加快，城市空间急剧膨胀，由此带来的客运交通需求不断 增大，出租汽车能够分担部分城市客运交通需求，减小常规公交的压力。由于常 规公交是定线运营的，它不能到达城市中的许多街道、巷道及郊区，而出租车具 有面上运营的特点，可以弥补常规公交通达性不足的缺点。因此，出租汽车的适 度发展有利于建立合理的城市客运交通结构。 ( 2 ) 满足特殊人群的需求 现代社会中，人们对时间价值、出行舒适程度及个人私密性的要求越来越高， 而出租汽车以“门到门”的运营方式，能够为这些人提供方便、准时、安全、舒 适的运输服务，满足其个性化出行需求。 ( 3 ) 出租汽车是改革开放和国际交往的纽带 近年来，我国改革开放事业进一步发展，国际地位不断提高，加之旅游业方 兴未艾，来华来京洽谈商贸，参加政治、外交、文化活动，以及参观游览者日益 增多。外宾在我国城市活动期间，多以出租汽车作为代步工具，与出租汽车司机 9 接触频繁，因此，出租汽车在对外交往中的纽带作用是不容忽视的。随着2 0 0 8 年奥运会的日益临近，更加需要提高城市出租汽车行业的服务水平，使这一城市 “名片”为中国城市塑造良好形象。 ( 4 ) 抑制私人小汽车和单位自备车的增长 随着人们生活水平的不断提高，越来越多的人倾向于选择个性化交通方式出 行，如私人小汽车、单位自备车和出租车，这给城市交通带来了巨大压力。为了 缓解城市交通拥堵，促进交通可持续发展，我国城市客运交通只能采用“公共交 通为主，小汽车为辅”的发展模式。在满足个性化客运交通需求方面，出租汽车 具有私家车的一般特性，其使用效率高，长期成本较私家车低得多。据有关资料 表明，出租汽车的使用效率相当于单位自备车的几倍，私人小汽车的十倍。在城 市公共交通未特别发达之前，出租汽车在一定程度上可以缓解、抑制私人小汽车 和单位自备车的增长，避免或弱化不合理的交通需求与交通供给之间的矛盾。 ( 5 ) 创造大量的直接和间接经济效益 作为第三产业的一部分，出租汽车行业每年能够为国家创造大量税收，为社 会创造大量的就业机会。出租汽车行业的发展带动了汽车制造、汽车维修、餐饮、 旅游等行业的同步发展，为城市带来大量的直接和间接经济效益。 2 2 北京市出租车运营管理现状 2 2 1 行业基本情况 ( 1 ) 车辆保有量 目前，北京市约有出租汽车6 6 6 万辆，从业人员近1 0 万人。表2 1 是2 0 0 0 年至2 0 0 5 年北京市出租车保有量的变化情况，从中可以看出，除2 0 0 4 年外，北 京市出租车保有量在近几年间基本维持在同一水平上。 表2 1 北京市出租车保有量变化【1 4 j t a b l e2 - 1 吐艟s t 撕s n c so f b e 虹i n gt a l ) i a m o u m 年份 2 0 0 0 年2 0 0 1 年2 0 0 2 年2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年 数量( 辆) 6 4 8 5 66 3 6 4 96 3 8 0 56 4 4 2 95 2 3 4 66 6 6 4 6 ( 2 ) 完成客运量 、 表2 2 是2 0 0 1 年至2 0 0 5 年北京市公共交通年客运量的变化情况，从中可以 看出，2 0 0 5 年出租车完成客运量近6 5 0 亿人次，比2 0 0 4 年增加l o 5 ，占公共 客运交通总量的1 1 ( 如图2 2 所示) 。 1 0 第2 章北京市出租车运营管理概况 表2 - 2 北京市公共交通年客运量变化【l 】( 单位：亿人次) t a b l e2 2t 量1 es 协t i 蛳c so f b e 面吨a n n u a lp u b l i ct r 衄s p o r t a m o u n t 项目2 0 0 1 年2 0 0 2 年2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年 公共电汽车 3 9 2 34 3 4 63 7 1 04 3 。9 l4 4 9 8 小公共汽车 1 0 5o 9 30 8 41 o oo 7 0 轨道交通 4 4 24 8 24 7 26 0 7 6 8 0 出租汽车 5 9 85 9 85 1 85 8 86 5 0 合计 5 0 6 9 5 5 2 04 7 8 4 5 6 8 55 8 9 8 图2 - 22 0 0 5 年北京市公共交通客运量构成 f i g 峨2 - 2b e 巧i l l gp u b l i ct 栩玎s p o nc o i i l p o s m o ni l l2 0 0 5 ( 3 ) 场站分布及规模 截至2 0 0 7 年2 月1 2 日，北京市东城区、西城区等八个主城区中共有出租车 上下站6 9 9 个，出租车停靠站1 1 5 2 个，共计1 8 5 1 个，如表2 - 3 所示。 表2 3 北京市出租车位统计总裂1 q t a b l e2 - 3t l es 协t i s t i c so f b e d i n gm i p a r k i n g 区县名称 上下站( 个) 停靠站( 个)小计 东城 1 5 51 1 32 6 8 西城 7 72 2 02 9 7 崇文 3 0 3 6 6 6 宣武 1 5 53 01 8 5 朝阳 7 21 9 62 6 8 海淀 9 32 2 03 1 3 丰台 1 0 51 9 42 9 9 石景山1 21 4 31 5 5 小计 6 9 91 1 5 21 8 5 l 北京工业大学工学硕士学位论文 ( 4 ) 统一租价，建立租价油价联动机制 2 0 0 6 年5 月2 0 日起，北京市调整出租车租价标准，将1 6 元公里车型租价 标准调整为2 o 元公里，空驶加价、夜间加价和低速行驶加价等其他收费办法不 变。同时，建立租价油价联动机制，在油价上涨时，按照企业和驾驶员共同承担、 加收燃油加价、调整租价的顺序实行；在油价下降时，按相反的顺序实行。 2 2 2 面临的主要问题 ( 1 ) 出租汽车总量规模偏大 目前，北京市出租汽车总量规模偏大，万人拥有率达到4 7 7 6 辆，高于国内 其它同类城市水平，直接导致出租车空驶率偏高，统计数据【1 6 】显示，北京市出 租车里程利用率仅为5 3 8 。出租车的空驶里程多集中在市中心，无效占用大量 城市道路资源，这对于拥堵不堪的城市交通系统而言无异于雪上加霜，空驶的出 租车无效消耗大量能源，已成为破坏城市环境的重要污染源。此外，出租车在北 京市公共客运交通结构中所承担的比例偏大，达到1 l 。 ( 2 ) 驾驶员负担过重和超时劳动问题 出租车驾驶员属于特殊行业的高危人群，其工作空间狭小，劳动强度大；多 为中年男性，家庭负担重。在北京市复杂道路交通状况等诸多因素的影响下，驾 驶员长期处于紧张状态，经济和精神压力过大。近年来，有关北京市出租车驾驶 员疲劳驾驶，甚至过劳猝死的报道频频见诸报端，出租车驾驶员的人身安全和健 康问题日益受到社会的广泛重视。经常处于疲劳驾驶状态，不仅会对驾驶员自身 生心理健康造成极大的伤害，同时也会给出租车乘客人身安全和道路交通安全带 来极大的隐患。 ( 3 ) 出租汽车公司与驾驶员收益分配问题 出租汽车公司与驾驶员收益分配问题，即车辆运营收入在出租汽车公司和出 租车驾驶员之间的分配问题。近年来油价不断上涨，出租汽车公司普遍反映行业 总体成本增加，平均利润水平下降；同时，出租车驾驶员普遍反映“份钱”高， 收入水平相对下降，双方各执一诃。政府部门亟需合理调整出租汽车公司和出租 车驾驶员之间的利益分配关系，以便维护双方的合法权益。 ( 4 ) 出租车运营管理手段相对落后 出租汽车具有活动范围广、运营场所分散、经营方式自由化等特点，这给出 租车运营管理带来了很大的困难。目前，出租车行业管理部门缺乏先进的管理技 术手段，难以应对变化多端的出租汽车运营市场，在一定程度上阻碍了行业的健 康发展。 第2 章北京市出租车运营管理概况 2 3 北京市出租车运营管理信息需求 面向城市出租车行业管理部门，进行出租车运营管理信息需求分析，作为基 于浮动车数据挖掘出租车运营信息，进行北京市出租车运营状况分析及模型研究 的基础。 出租车运营管理信息是城市交通管理部门进行科学决策的基础，它应能全面 反映城市出租车系统的运行状况，具体的信息需求归纳如下： ( 1 ) 城市出租车运营基础指标 从行业自身的特点出发，需要对出租车系统运营状况进行全面了解，这主要 体现在驾驶员运营过程中的一些基础数据指标( 如表2 4 所示) 。出租车运营基 础指标既能反映出不同驾驶员、不同出租车辆、不同日期的运营情况，从而对驾 驶员的工作效率和工作强度进行有效监督，同时也可以从宏观上把握城市出租汽 车总体的运营状况，及其对城市交通系统的影响。 表2 - 4 城市出租车运营基础指标 1 曲l e2 - 4u r b 锄仫io p e r a t i o ni n d e x c s 指标单位说明 日载客次数次，日 日均行驶里程公里 日均工作时间小时 日均载客里程 公里 日均载客时间小时 日均空驶里程公里 日均空驶时间小时 空驶里程率 日均空驶里程日均行驶里程 里程利用率 日均载客里程日均行驶里程 空驶时间率 日均空驶时间日均工作时间 平均行驶速度公里孙时日均行驶里程日均工作时间 平均载客速度公里孙时日均载客里程日均载客时间 平均空驶速度公里孙时 日均空驶里程日均空驶时间 平均一次载客距离公里 平均一次空驶距离 公里 ( 2 ) 城市出租车运营空间分布和时阍分布规律 北京市城区面积较大，各地区间人口分布和社会经济发展水平不均衡( 如表 2 5 所示) ，由此导致出租车出行量的地区分布不均衡。统计数据【1 6 1 显示，北京 市四环内出租车出行约占全市出租车出行总量的9 3 。因此，掌握出租车运营的 空间分布规律，将有助于科学调配运力，合理规划和建设出租车调度站、停靠站 北京工业大学工学硕士学位论文 等基础设施，从而满足不同地区出租车出行需求，提高出租车运营效率。 表2 52 0 0 5 年各城区土地面积和户籍人口统计【1 1 1 曲l e2 5 t 1 1 es t a t i s t i c so f l a n d a c r e a g ea 1 1 d p o p u l a t i o n i n m a i n d i s t r i c t s i n 2 0 0 5 城区 土地面积