交通指数总结说明文档-20160506

交通指数说明文档产品管理部-邱奉翠May.2016背景介绍北京市算法浙江省算法上海市算法深圳市算法高德算法Cennavi算法（南通）Inrix算法算法介绍算法对比及总结其它相关参考（项目相关网站/指数关键指标/指数相关咨询人）背景介绍国外最早提出交通指数概念的是美国德州交通学院TTI。TTI主要致力于道路交通机动性方面的研究，其《全美交通机动性报告》权威性在全美得到普遍认可。TTI采用时间可靠度来描述道路网络中路段行程时间的随机波动特征，并定义了行程时间指数、缓冲指数、规划行程时间指数作为具体量化指标，对重点针对公路进行分析。该指数不仅可作为交通机动性的评价指标，还可为出行者预估出行时间提供参考，并因其较高的准确性、敏感度和实际可操作性被广泛采用。国内交通领域对交通指数也有一些理论研究和实践。2006年，北京交通发展研究中心、四通公司和北京交通大学交通等共同对城市交通拥堵评价研究开展了系统的研究，建立了一套系统的城市交通拥堵评价指标体系和评价方法，首次提出了国内大城市交通综合指数和交通出行指数的概念和模型。继北京在08奥运会前面向社会公众推出交通拥堵指数，上海、广州、深圳、杭州等城市也陆续开始了相关研究，并推出了各自的交通指数计算方法。在最近几年一些企业也陆续推出交通指数，如高德的旅行时间指数、Cennavi的四维交通指数。另外国内一些小城市也在大背景的推动下建立起了各自的指数发布平台。背景介绍目前交通指数国标未出台，因此本文档将对目前存在的各指数算法做尽可能详细的介绍和说明，以供指数相关工作的同事参考！北京市指数算法北京市指数算法承担机构北京市交通发展研究中心指数取值0-10更新周期（min）15数据主要来源出租车GPS基础指标平均速度计算逻辑a)以不高于15min为统计间隔，计算道路网中各路段的平均行程速度；b)分别统计快速路、主干路、次干路和支路中处于严重拥堵运行等级的路段里程比例；c)对各等级道路拥堵里程比例以VKT比例作为权重进行加权，计算确定道路网拥堵里程比例；d)按照道路网拥堵里程比例与道路交通运行指数的转换关系，计算道路交通运行指数。详细流程发布内容宏观区域通过指数发布：整个路网、区域指数；微观路段通过速度发布（常规红黄绿）：道路；具体可以参考网站发布。主要发布渠道网页、手机优缺点优点：采用拥堵里程比例换算成指数，适于城市整体或区域整体的宏观评价。缺点：拥堵里程比例换算成指数的转化关系定义主观性较大；指数容易达到峰值，不便于获取到更细微的路网拥堵状态；指数不能用于人们的微观出行指导，微观道路需要用指数外的其它指标来表征。网站参考/PageLayout/IndexReleased/Realtime.aspx

Step1分等级拥堵里程比例计算分别统计快速路、主干路、次干路和支路中处于严重拥堵运行等级的路段里程比例（分别用ω1/ω2/ω3表示

），其中路段交通运行等级的确定见右表。路况交通运行等级划分单位：km/h运行等级畅通基本畅通轻度拥堵中度拥堵严重拥堵快速路V>6550<V≤6535<V≤5020<V≤35V≤20主干路V>4030<V≤4020<V≤3015<V≤20V≤15次干路、支路V>3525<V≤3515<V≤2510<V≤15V≤10注：V表示路段平均行程速度ω1/ω2/ω3Step2路网拥堵里程比例计算

VKT加权详见附录对各等级道路拥堵里程比例以VKT比例作为权重进行加权，计算确定道路网拥堵里程比例ηStep3路网拥堵里程比例换算TPI按照道路网拥堵里程比例与道路交通运行指数的转换关系，计算道路交通运行指数，道路交通运行指数取值区间为[0，10]。道路网拥堵里程比例η与TPI的推荐转换关系道路网拥堵里程比例[0,4%](4%,8%](8%,11%](11%,14](14%,24%]≥24%道路交通运行指数(TPI)[0,2](2,4](4,6](6,8](8,10]10TPITPI转换道路交通运行水平划分道路交通运行指数（TPI）0≤TPI<22≤TPI<44≤TPI<66≤TPI<88≤TPI≤10道路网运行水平畅通基本畅通轻度拥堵中度拥堵严重拥堵运行水平返回北京市指数计算逻辑详细流程1、北京市高峰时段的划分工作日早高峰时段通常为7:00-9:00，晚高峰时段通常为17:00-19:00节假日早高峰时段通常为10:00-12:00，晚高峰时段通常为16:00-18:00

附录浙江省标指数算法浙江省标指数算法

承担机构浙江省交通运输厅指数取值0-10更新周期（min）5数据主要来源出租车GPS及固定检测器（具体地因城市数据源而异）基础指标平均行程速度计算逻辑a)以5min为统计间隔，计算道路网中各路段的平均行程速度；b)分别统计快速路、主干路、次干路和支路中处于严重拥堵运行等级的路段里程比例；c)对各等级道路拥堵里程比例以VKT比例作为权重进行加权，计算确定道路网拥堵里程比例；d)按照道路网拥堵里程比例与道路交通运行指数的转换关系，计算道路交通运行指数。详细流程发布内容宏观区域通过指数发布：整个路网、区域路网、分等级路网；微观路段通过速度发布（常规红黄绿）：路段、道路；具体可以参考网站、APP等发布。主要发布渠道网页、手机app、微信公众号优缺点优点：采用拥堵里程比例换算成指数，适于城市整体或区域整体的宏观评价。缺点：拥堵里程比例换算成指数的转化关系定义主观性较大；指数容易达到峰值，不便于获取到更细微的路网拥堵状态；指数不能用于人们的微观出行指导，微观道路需要用指数外的其它指标如速度来表征。网站参考/web/current.aspx

Step1分等级拥堵里程比例计算分别统计快速路、主干路、次干路、支路中处于严重拥堵运行等级的路段里程比例（分别用ω1/ω2/ω3/

ω4表示

），其中路段交通运行等级的确定见右表。路段（道路）路况交通运行等级划分单位：km/h运行等级畅通基本畅通轻度拥堵中度拥堵严重拥堵快速路V>5040<V≤5030<V≤4020<V≤30V≤20主干路V>3525<V≤3518<V≤2513<V≤18V≤13次干路V>3022<V≤3017<V≤2211<V≤17V≤11支路V>2520<V≤2515<V≤209<V≤15V≤9注：V表示路段平均行程速度ω1/ω2/ω3/

ω4Step2路网拥堵里程比例计算

VKT加权详见附录对各等级道路拥堵里程比例以VKT比例作为权重进行加权，计算确定道路网拥堵里程比例ηStep3路网拥堵里程比例换算TPI按照道路网拥堵里程比例与道路交通运行指数的转换关系，计算道路交通运行指数，道路交通运行指数取值区间为[0，10]。道路网拥堵里程比例η与TPI的推荐转换关系道路网拥堵里程比例[0,4%](4%,8%](8%,11%](11%,14](14%,24%]≥24%道路交通运行指数(TPI)[0,2](2,4](4,6](6,8](8,10]10TPITPI转换道路交通运行水平划分道路交通运行指数（TPI）0≤TPI<22≤TPI<44≤TPI<66≤TPI<88≤TPI≤10道路网运行水平畅通基本畅通轻度拥堵中度拥堵严重拥堵运行水平返回浙江省标指数计算逻辑详细流程1、高峰时段的划分工作日早高峰时段通常为7:00-9:00，晚高峰时段通常为17:00-19:00节假日早高峰时段通常为10:00-12:00，晚高峰时段通常为16:00-18:00

附录3、评价指标附录考虑到指数算法的特点：指数发布适用于宏观路网：整个路网、区域路网、分等级路网；而微观路段路况表征则需借助速度发布（常规红黄绿）：路段、道路；根据需求的不同，也可采用其它的指标进行不同空间粒度路况的表征。表-评价指标选取评价对象评价指标技术性指标综合性指标路段平均行程车速拥堵持续时间道路平均行程车速拥堵里程比例、拥堵持续时间、常发严重拥堵路段等级道路网交通运行指数拥堵里程比例、拥堵持续时间、常发严重拥堵路段、平均行程车速区域道路网交通运行指数拥堵里程比例、拥堵持续时间、常发严重拥堵路段、平均行程车速整条道路网交通运行指数拥堵里程比例、拥堵持续时间、常发严重拥堵路段、平均行程车速平均行程车速附录

道路网平均行程车速可按照以下步骤计算道路网的平均行程车速：a)分别计算道路网中各条道路的平均行程车速；b)类似指数计算过程中的权重计算，分别计算各等级道路网的VKT值和VKT比例，以VKT比例作为权重对各条道路的平均行程车速进行加权。c)高峰时段、日、周、月、季、年的平均行程车速可采用算术平均法计算。拥堵里程比例附录拥堵里程比例可按照以下步骤计算道路或道路网的拥堵里程比例：a)按照GB50220划分的道路等级，以不超过5分钟为统计间隔，计算道路或道路网中各路段的平均行程车速；b)按照“路段（道路）路况交通运行等级划分”表，分别统计快速路网、主干路网、次干路网和支路网处于轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵运行等级的路段里程比例。注：GB50220-城市道路交通规划设计规范表格参见Page“浙江省标指数计算逻辑详细流程”拥堵持续时间附录路段和道路拥堵持续时间根据路段和道路的平均行程车速和“路段（道路）路况交通运行等级划分”表，分别计算选定时间段内路段和道路处于轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵运行等级的累计时间。道路网拥堵持续时间根据道路网交通运行指数和“道路交通运行水平划分”表，分别计算选定时间段内道路网处于轻度拥堵、中度拥堵、严重拥堵运行等级的持续时间。注：表格参见Page“浙江省标指数计算逻辑详细流程”常发严重拥堵路段附录常发严重拥堵路段常发严重拥堵路段分为日常发严重拥堵路段、周常发严重拥堵路段、月常发严重拥堵路段和年常发严重拥堵路段。日常发严重拥堵路段指当日累计1小时（含）以上处于严重拥堵运行等级的路段。周常发严重拥堵路段指一周5个工作日内，大于或等于4天为日常发严重拥堵路段的路段。月常发严重拥堵路段指一月4周内，大于或等于3周为周常发严重拥堵路段的路段。年常发严重拥堵路段指一年12个月内，大于或等于6个月为月常发严重拥堵路段的路段。浙江省指数发布情况附录浙江省下辖杭州、宁波、温州、绍兴、湖州、嘉兴、金华、衢州、舟山、台州、丽水11个城市均已发布交通指数。各地区指数发布大体上遵循浙江省省标，但在指数算法推广时部分环节也存在本地化的现象。如杭州指数基本遵守浙江省省标，而嘉兴/金华/台州/丽水/绍兴等则在国标的指导下对指数算法进行了部分调整。下面将对调整的内容做一些补充和说明：调整一：路段指数（省标中路段粒度不计算指数，借用速度来表征路况）的计算方法如下。配置表道路等级区间最小指数区间最大指数区间最大速度区间最小速度LOCALKIND高速路029272高速路247254高速路465436高速路683625高速路810250快速路026350快速路245040快速路464030快速路683020快速路810200主干道024535主干道243525主干道462518主干道681813主干道810130次干道023630次干道243022次干道462217次干道681711次干道810110支路022725支路242520支路462015支路68159支路81090

浙江省指数发布情况附录调整二：道路/通道指数（省标中道路/通道粒度不计算指数，借用速度来表征路况）的计算方法如下。

调整三：区域指数（和省标逻辑大致相同，存在本地化的微调）上海市指数算法上海市指数算法

承担机构上海交通信息中心指数取值0-100更新周期（min）2数据主要来源出租车GPS+感应线圈+交通信号控制系统数据基础指标平均行程速度计算逻辑a)以2min为统计间隔，计算道路网中各路段的平均行程速度；b)基于路段真实速度及自由流速度，得到单一路段的指数c)通过路段长度及车道数加权，得到同等级单一路径的指数

d)通过路短长度及车道数加权，或者路径流量加权得到同级多路径的指数e)通过路短长度及车道数加权，或者分等级流量加权得到多等级道路网的指数详细流程发布内容分等级路网、热点区域、道路段；具体可以参考网站、APP等发布。主要发布渠道网页、手机app、可变信息板优缺点优点：算法适用各种空间粒度的指数计算，既适用于政府监管，又适用于出行指导；快速路与地面道路分开进行计算，充分考虑了不同类型道路的交通特征。缺点：部分参数标定工作量大。网站参考/index.html

Step1路段行程车速计算

Step2单一路段指数计算

Step4同等级多路径指数计算返回上海市指数计算逻辑详细流程

Step3同等级单一路径指数计算

各路径是否具有独立的TSI是否计算方法同Step3

Step5多等级道路网指数计算各等级路网是否具有独立的TSI是否

1、高峰时段的划分工作日早高峰时段通常为7:00-9:30，晚高峰时段通常为16:00-18:30

2、自由流速度附录道路等级高速公路快速路主干路次干路支路自由流车速(km/h)80~10060~8035~4030~4020~30城市道路各等级车速设计值表但在实际的交通环境下，理论上的自由流车速往往无法真正达到，即便同等级路网往往也具有不同的设计车速。在设计自由流车速的基础上，指数计算选择的自由流车速基于三个候选车速：道路设计车速、道路限制车速、调研最大车速，而最终的自由流车速选取则是选择在交通法规限制范围内的最大车速，计算关系为：3、自由流速度交通量是在计算时段内，存留于路网对象中的车辆数，如不具备直接采集方式，则采用换算流量代替。4、交通指数等级划分附录交通指数等级划分与边界阈值等级（颜色）畅通（深绿）较畅通（浅绿）拥挤（橘黄）严重拥堵（暗红）指数区间[0,30)[30,50)[50,70)[70,100]通过使用绿色、浅绿、橘黄、暗红等四种颜色，分别表示指数的畅通、较畅通、拥堵、严重拥堵四个状态等级。

注：指数值=TSI*1005、路网空间维度表附录

快速路地面道路宏观层次（路网）整体快速路网整体地面道路网中观层次（区域）内环高架（内圈、外圈）；延安高架（南侧、北侧）；南北高架（东侧、西侧）；沪闵高架（进城、出城）；逸仙高架（进城、出城）；中环（内圈、外圈）；外环（内圈、外圈）；越江桥隧（浦东方向、浦西方向）；按地理区位：浦西地区、浦东地区；内环以内区域、中环以内区域、外环以内区域；……按行政区划：徐汇区、静安区、闵行区、宝山区、……按用地性质：徐家汇、人民广场、陆家嘴、新天地、田林地区、上海南站地区、龙华地区、城隍庙……按事件（活动）影响范围：世博周边区域、国际车展周边区域、……微观层次（通道）例如：南北高架东侧天目立交至共和立交之间的路段；徐家汇至虹桥机场路径（高架或地面）；徐家汇至五角场路径（高架+地面）；……深圳市算法深圳市指数算法

承担机构深圳市交通运输委员会指数取值0-10更新周期（min）5数据主要来源出租车GPS+固定检测器基础指标行程时间计算逻辑a)利用出租车GPS数据，计算各条道路、各个片区及全市路网的平均速度和出行时间b)通过实地调查和专家平分，建立出行时间与交通指数的换算关系模型c)路段—>关口—>片区及全市的交通指数d)少数严重拥堵或偏远的道路出租车样本量不足，使得计算和评估结果与实际情况存在偏差，或因无样本而不能计算（在路况地图中以灰色显示）。针对这一问题，现已着手在近期接入固定检测器等多种来源基础数据，进一步提高指数和车速等指标计算的准确性。详细流程（目前没有渠道获取详细计算流程，待补充）发布内容全市范围（全市+中心城区）、行政区划、热点片区、道路/关口；具体可以参考网站、APP等发布。主要发布渠道网页、手机app、微博优缺点优点：采用出行时间相对比值对于公众有实际指导意义；缺点：路网拥堵指数计算过程相对复杂，不太容易理解，而且没有考虑到不同路段在路网中的重要程度。网站参考/

1、交通指数等级划分附录高德指数算法高德指数算法（拥堵延时指数）承担机构高德指数取值0-更新周期（min）5数据主要来源高德海量用户和行业专业浮动车数据基础指标行程时间计算逻辑a)基于海量用户数据即行业浮动车数据，得到5min内道路、商圈、行政区划及城市的的平均速度和出行时间b)基于各道路的自由流速度，得到5min内道路、商圈、行政区划及城市的自由流速度对应出行时间c)计算得到各区域出行的实际旅行时间与自由流状态下旅行时间的比值，即拥堵延时指数。详细流程（目前没有渠道获取详细计算流程，待补充）发布内容城市、行政区划、商圈、道路；具体可以参考网站发布、指数报告等。主要发布渠道网页、指数报告优缺点优点：采用出行时间相对比值对于公众有实际指导意义；缺点：没有考虑到不同路段在路网中的重要程度。网站参考/traffic/

1、高峰时段的划分附录工作日早高峰时段通常为7:00-9:00，晚高峰时段通常为17:00-19:00，全天：6:00-22:00

2、城市范围选取城市规划的中心城区或建成区作为城市整体道路网的评价范围附录四维交通指数算法四维交通指数算法

承担机构北京世纪高通科技有限公司指数取值0-更新周期（min）5数据主要来源出租车GPS+二次路况+UGC基础指标平均行程速度计算逻辑a)以5min为统计间隔，计算道路网中各路段（RTICLink）的平均行程速度；b)基于路段的自由流速度，得到单一路段的“速度/自由流速度比值”，得到各路段的指数值；c)通过路段长度数加权，得到同等级单一路径或同等级路网的指数值；d)通过同等级路网的里程及等级权重加权得到不同等级路网的指数值。

详细流程发布内容城市整体范围、分等级路网、行政区划、热点区域、道路段；具体可以参考网站、APP等发布。主要发布渠道网页、手机app、指数报告等优缺点优点：算法适用各种空间粒度的指数计算，既适用于政府监管，又适用于出行指导；指数值不受固定峰值10的限制，对拥堵有更细致的表达。缺点：指数取值范围不太容易被接受。网站参考http://

40/

Step1路段行程车速计算

Step2单一路段指数计算

返回四维交通指数计算逻辑详细流程

Step3同等级单一路径或路网Step4多等级道路网指数计算

K和c可设置,K=4,c=0.6(当前)

i—代表道路等级，i=1、2、3、4TPIi

—i等级道路的交通拥堵指数λi—i等级对应的VKT，λ1+λ2+λ3+λ4=1,详细请参见附录

1、高峰时段的划分工作日：早高峰：7:00—9:00；晚高峰：17:00—19:00节假日：早高峰：9:00—12:00；晚高峰：14:00—17:002、自由流速度附录自由流速度配置：在没有得到自由流速度的前提下，各等级自由流速度暂时按照设计时速进行配置，具体配置如下：RTIC1等级：100km/hRTIC2等级：80km/hRTIC3等级：50km/hRTIC4等级：40km/h注：自由流速度设置成可配置项，支持自定义3、VKT参数附录VKT-车公里数vehiclekilometerstraveled。车辆行驶里程的累积值，单位为当量小汽车•公里（pcu•km）。各等级交通量比例分别设置为：0.35:0.35:0.2:0.1（设置成可配置，支持自定义）各等级信息覆盖里程长度分别为：L1、L2、L3、L4则各等级的VKT分别为：λ1=0.35*L1/sumλ2=0.35*L2/sumλ3=0.2*L3/sumλ4=0.1*L4/sum（注：sum=0.35*L1+0.35*L2+0.2*L3+0.1*L4）若区域中路网等级数量不为4，则各等级的VKT同理可推。4、交通指数等级划分附录指数取值[0,+∞)，0表示自由流状态，数值越大，表明路网感受越拥堵。0～2：畅通2～4：基本畅通4～7：缓慢7～10：拥堵10～18：严重拥堵>18：路网瘫痪Inrix交通指数算法Inrix指数算法

承担机构TheTexasA&MTransportationInstituteandINRIX指数取值0-更新周期（min）SpeedscollectedbyINRIXevery15minutesfromavarietyofsources数据主要来源INRIXtrafficspeeddataandthedataprovidedbythestatestotheFederalHighwayAdministration基础指标行程时间计算逻辑a)基于大量15min采集得到的数据，得到基于OD的旅行时间；b)基于个人的出行数据及OD的旅行时间，可以得到每个人的出行TTI和PTI，也可以得到基于OD的TTI和PTI；c)通过城市路段及出行者出行指标的均值，可以得到城市整体平均的旅行时间指数。具体可以参考2015UrbanMobilityScorecard发布内容基于trip（OD）的TTI（TravelTimeIndex）及PlanningTimeIndex(PTI)及城市平均TTI值；具体可以参考2015UrbanMobilityScorecard。主要发布渠道网站、报告等优缺点优点：能够评估基于个人及OD的TTI及PTI网站参考/

Inrix指数算法

TravelTimeIndex(TTI)–Theratiooftraveltimeinthepeakperiodtotraveltimeatfree-flowconditions.ATravelTimeIndexof1.30indicatesa20-minutefree-flowtriptakes26minutesinthepeakperiod.

Inrix指数算法

PlanningTimeIndex(PTI)–Theratiooftraveltimeontheworstdayofthemonthtotraveltimeinfree-flowconditions.ThePlanningTimeIndex(PTI)isbasedontheideathattravelerswanttobeon-timeforanimportanttrip19outof20times;soonewouldbelatetoworkonlyonedaypermonth(on-timefor19outof20workdayseachmonth).Forexample,aPTIvalueof1.80indicatesthatatravelershouldallow36minutestomakeanimportanttripthattakes20minutesinlowtrafficvolumes.

算法对比及总结关于指数算法：目前国家没有出台统一的指数标准，虽然各地代表曾经一起讨论方案，期望出台指数国标，但因意见不一致，指数国标未能出台。目前各地的指数算法主要由以下依据：地方城市实际特点地方标准的指导地方政府及编制单位的主管偏好鉴于各地方采用各地方的指数算法，不同城市之间指数可比性不大。指数算法没有绝对的好坏之分，算法本身可以根据项目或需求自定义。

各指数算法各有特点，下面将列举几个实例针对指数选取指标类似的3种算法的特点进行描述（速度指标）。S指数：模拟上海交通指数算法B指数：模拟北京交通指数算法C指数：四维交通指数算法45图中城市：北京市中心数据日期：20140623周一

图中城市：北京市城市快速路网数据日期：20140623周一

区域快速路网实例说明46范围：北京的常规拥堵路段，西三环，长约10km日期：20140623周一道路方向由南向北道路方向由北向南路段实例说明47B指数S指数C指数从不同算法的指数计算思想及前面指数实例展示，我们可以发现