1.2　國內外研究現狀

國外針對大型活動舉辦期間交通狀況的研究主要集中在活動期間的交通組織、管理方法，以及相關政策、法規的制定方面，針對大型活動舉辦期間的交通影響進行的研究相對較少。國外大多數學者將研究的重點放在交通組織和技術應用上，對于活動期間的交通影響只進行了定性的分析，缺少定量化的大數據云平臺支撐的公交運行狀態與組織管控分析技術應用實踐研究。

美國很早就針對大型活動舉辦期間的交通狀況進行了較全面、系統的研究，其大量研究成果對大型活動舉辦期間的交通組織、管理工作起到了重要的指導作用，同時這些管控成果又能在實際工作中得到不斷改進和完善。美國聯邦公路局根據公眾的交通特性、出行習慣，在總結以往實踐經驗、科研成果的基礎上，于2003年發布了《特殊活動期間交通管理手冊》；針對大型活動舉辦期間的交通影響，美國也有一些學者提出了定量的數學模型分析方法。

日本針對大型活動舉辦期間的交通狀況進行了較全面的研究，如1970年日本大阪世博會、2005年日本愛知世博會等。2015年3月，東京國際會展中心舉辦了名為“Anime Japan 2015”的活動。這個號稱日本最大的動漫綜合類活動的舉辦正是對大型活動參與者的出行行為研究及交通組織管理的成功實施。

歐盟曾發生過多起行人安全事故，因此其對行人的行為研究較深入，特別是對連續性的行人場所和大型活動密集人群的研究，已經形成多種流派，并在工程實踐中得到了很多應用。Alan等分析了大型活動類型（足球比賽主場、客場條件）對參與者的行為影響；Sime將人群的心理與工程方案相結合，分析了大型活動進場、散場行為特點，并解釋了大型活動舉辦期間行人遇到緊急狀況可能產生恐慌的原因。

在中國，隨著近幾年舉辦大型活動的機會增加，大型活動舉辦期間交通服務與管理的重要性得到逐步認識，且針對大型活動的交通組織與管理方面的研究也取得了一定的成果，但是針對大型活動的交通特性及其對周邊區域的交通影響，我國缺少針對性的規劃研究。北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會等大型活動舉辦期間，由于引入交通組織與管理的研究成果，特別是交通政策方面的成果，因此活動取得了較好的交通組織與管理效果。

以公交車安裝GPS設備為例，國內外研究的現狀如下。

1．基于車載GPS設備的交通數據采集技術

利用車載GPS設備進行交通數據采集的技術，稱為浮動車數據（Floating Car Data，FCD）采集技術。

德國早在20世紀80年代就開始了FCD采集技術的研究。2001年，德國宇航中心交通研究所在柏林交通管理中心建立了世界上第一個實際運行車輛的FCD系統，其采用來自柏林的600輛出租車作為檢測單元。德國的多家汽車制造企業也加入了FCD采集技術研究的行列，如BMW、Daimler Chrysler、Volkswagen項目等。BMW的DDG項目使用了25000輛探測車，提出了第二代浮動車數據（Extended Floating Car Data）的概念，其能自動濾除錯誤數據，并通過車輛速度、雨刷狀態、ABS信號和車頭燈信號、導航器等反映降雨、能見度等天氣情況和路面狀況，最后通過計算車輛速度和加速度得到交通狀態。Daimler Chrysler優化了信息采集的過程，將信息采集的數量降為原來的1/40，縮短了運算周期。Volkswagen項目提出僅通過FCD來進行交通狀況監測是非常困難的，一個完整的監測系統應由浮動車和路面傳感設備共同構成。

歐洲航天局首先于鹿特丹使用60輛探測車驗證了FCD實驗的可行性，在全路網衛星覆蓋的條件下完成了一系列FCD項目實驗，最終得到結論：通過衛星采集有效交通信息的方式是可行的，數據表明衛星定位導航系統同樣適用于高密度的城市化區域，通過一系列算法的使用，交通擁堵也能夠被準確地測出。基于浮動車的監測技術在覆蓋范圍、數據質量和計算成本方面明顯優于傳統的交通數據監測方法。

1991年7月，由美國伊利諾伊州交通局、聯邦高速公路管理署、摩托羅拉公司和伊利諾伊州大學交通研究所等主導，聯合20多家企業共同完成了ADVANCE項目。該項目在伊利諾伊州芝加哥市的郊區干線路網上進行，使用了3000輛浮動車，其目的是檢驗融合了車載導航、感應線圈數據、地圖等信息的路徑誘導系統是否能有效幫助駕駛者避開擁堵路段，從而提高出行效率。

我國從2000年開始進行FCD采集技術的研究和應用，盡管起步較晚，但發展非常迅速。深圳、北京、上海、廣州、杭州等城市已經在出租車上裝載了GPS設備，并將其作為交通信息采集單元，完成了研究的基礎準備工作。1998年、2004年、2010年、2018年，深圳市先后四期投資1億元開展此類研究，歷時20年構建了深圳市公交仿真系統，實現了城市道路網絡交通運行指數的實時發布等應用。國內同濟大學、北京交通大學、北京航空航天大學、長安大學等院校及相關科研單位也已經開展了多項基于FCD采集技術的研究。

2．基于GPS數據的行程車速和行程時間分析技術

目前，FCD采集技術已發展得比較成熟，其應用于城市道路的車輛行駛速度和行程時間等信息的采集。

美國的TranStar系統將安裝車輛自動識別裝置的私家車作為浮動車，通過浮動車感知路段的行程時間，該系統在美國得克薩斯州得到了成功應用。ADVANCE項目綜合考慮了裝有GPS設備的浮動車實時上傳的車輛位置信息和線圈檢測器實時上傳的車輛定點運行參數信息，計算得出車輛在路段上的行程時間，并將行程時間應用于車輛導航系統，該系統在美國芝加哥地區得到了實際應用。

日本的JARI項目將出租車作為樣本車輛，該項目由日本經濟貿易工業部發起，實現了對出租車輛的出行信息服務，可以為出租公司提供便捷的車輛管理服務。日本的IPCar項目將公交車和出租車同時作為樣本車輛，通過對樣本車輛運行參數的分析證實利用浮動車能夠準確判別路段交通狀態。

德國BMW公司提出了新型浮動車的概念，新型浮動車結合大量浮動車和車輛檢測器采集的數據，可以實現對采集的車輛特征數據質量的自動判別，并過濾有質量問題的數據，利用篩選后的數據判斷車速和加速度，感知途經路段的交通狀態。

在我國，深圳市1998年開展了城市大型活動公交系統仿真關鍵技術與核心算法的一期研究；2004年開展了城市交通仿真系統在中心城區（原深圳經濟特區）范圍的二期研究與建設試點；2010年面向深圳全市開展了城市交通仿真系統三期建設示范；2018年面對智能網聯與非網聯、無人駕駛與有人駕駛混合公交模式常態化開展了新一代城市交通仿真系統的四期研究與建設實踐，歷時20年構建了深圳市公交仿真系統。

在2008年北京奧運會期間，出租車GPS數據被大范圍應用于判斷城市實時路況。同樣，出租車GPS數據在2010年上海世博會和2010年廣州亞運會期間也被用于判斷交通狀況，以便發布實時路況信息。

在公交GPS數據方面，美國的TriMet系統和ProbeView系統將安裝車輛自動識別裝置的公交車作為樣本車輛，通過實時上傳樣本車輛的位置信息，推斷路段的運行狀態，這兩個系統于2000年成功應用于俄勒岡州和華盛頓州。

3．公交運行狀態與組織管控可靠性研究

國外研究者對公交運行狀態與組織管控可靠性進行了長期的研究，形成了許多有用的成果。

Nakanishil以公交車輛正點到達各個公交站點的概率作為公交運行可靠性的評價指標，并給出了兩輛及兩輛以上公交車同時到達同一站點情況下的可靠性計算方法。但是Nakanishil的可靠性計算方法需要知道公交站點的到站時刻表，這就導致該算法無法適用于目前我國公交系統運行體系。

Yin以公交車輛按照時刻表到站的正點率和公交車輛運行時間的穩定性作為整個公交網絡運行可靠性的評價指標，并以一條快速公交（Bus Rapid Transit，BRT）線路為實現線路，證實通過延長公交車輛在公交站點的停靠時間、更換大容量的公交車輛、縮短公交車人均上下客時間、減少車輛的發車間隔等，能夠有效提升公交運行可靠性，保障整個公交線網的運行質量。

Ronghuilss綜合考慮了公交車輛到站時間間隔的變異系數、公交車輛路段行駛時間的變異系數、乘客站點等待延誤時間等，全面評價公交可靠性，并以紐約4路公交車為實驗線路，分析了公交線路途經路段的暢通情況、公交車乘客人均上下車時間與公交運行可靠性之間的關系。

Peng利用公交車輛開出站點的時間早于/晚于規定時間的概率、公交車輛運行時間大于/小于規定運行時間的概率、公交車輛到站時間間隔多于/少于規定時間間隔的概率，來綜合反映公交運行可靠性，并在芝加哥24條線路全線進行實地應用，得到了這24條線路的公交運行可靠性數據。

Hammerte以美國《公共交通通行能力與服務質量手冊》為可靠性評價標準，以連續車輛的時間差、車輛按照規定時間到達指定站點的概率為公交運行可靠性的評價指標，并將綜合評價指標應用在城市公交實際線路服務指數評價中。

4．公交服務指數可靠性評價體系

美國《公共交通通行能力與質量服務手冊》以公交車輛晚于規定時間到達的概率代表不同公交服務水平下的公交運行可靠性評價標準，并給出了不同服務水平下的可靠性指標閾值。美國絕大多數的公交運營企業對所管理的公交線路的可靠性評價都參照美國《公共交通通行能力與服務質量手冊》中規定的可靠性計算方法和參考閾值。

英國交通運輸部根據不同的發車間隔，制定了針對不同發車間隔的可靠性評價模型。對于前后兩輛車的發車時間差小于10min的公交線路，其采用公交乘客在公交站點的平均候車時間與公交時刻表規定的前后兩輛車到達公交站點的時間差的比值代表公交運行可靠性；對于前后兩輛車的發車時間差大于10min的公交線路，其采用公交車輛按照規定時間到達指定站點的概率代表公交站點可靠性，采用公交線路途經站點的可靠性平均值代表公交線路的可靠性。

從總體上看，目前基于車載GPS數據分析道路交通狀態，提取行程車速、行程時間的技術已經比較成熟，在國內外都得到了廣泛應用。與此類似，在利用公交GPS數據分析公交行程車速和行程時間方面，也有不少研究成果，這為公交運行可靠性的研究和應用奠定了很好的基礎。

在公交服務指數可靠性方面，國外做了大量的研究工作，并形成了相應的評價標準體系，但國外的情況與我國相比存在很大的差異，歐美發達國家的公交運行調度通常遵循既定的公交運行時刻表，因此，其運行可靠性的研究和應用大多也以公交運行時刻表為基礎，而我國的公交運行調度通常采用首站發車間隔控制的運行控制方法。在大城市的中心城區，通常采用“高密度線網、高密度發車”的公交運行調度模式，這雖然在一定程度上掩蓋了運行管理能力的不足，但是這種模式難以適應擁有較低人口的大城市外圍地區，導致大城市外圍地區的公交服務水平不高。

由于公交運行可靠性較低，導致公交吸引力逐年下降，也增加了乘客在站臺的無效等待時間。因此，有必要形成一套適用于我國公交運行模式的可靠性分析和評價方法，為公交系統規劃、建設和運營管理奠定基礎。

綜上所述，中國進入建設交通強國新時代，新一代信息技術與人工智能技術在交通運輸領域得到了廣泛應用，城市公交運行狀態與組織管控分析技術研究，依然采用交通模型技術分析研究。由于國內外交通大數據云平臺城市大型活動公交運行狀態與組織管控分析技術的研究明顯不足，因此，深圳市作為率先建設具有中國特色社會主義的先行示范區，在國內率先建設了綜合交通運行指揮中心大數據云平臺信息源池，開展了這一領域的長時間、連續不斷的關于關鍵技術與核心算法的研究，依據20年來持續進行的城市公交系統仿真體系設計與建設模式成效顯著。