車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度評(píng)價(jià)方法研究

鮑東玉+孫元成

摘 要：車輛檢測(cè)器能夠完成對(duì)交通流運(yùn)行參數(shù)的檢測(cè)與估計(jì)，對(duì)交通規(guī)劃、控制、分析等應(yīng)用具有極其重要的數(shù)據(jù)支持作用。文章從車輛檢測(cè)器布設(shè)位置所具有的數(shù)據(jù)應(yīng)用功效以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量等兩個(gè)方面，對(duì)車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)在路網(wǎng)運(yùn)營所發(fā)揮的作用，即對(duì)車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度進(jìn)行了研究。研究結(jié)果可以用于道路管理部門對(duì)車輛檢測(cè)器的布設(shè)及運(yùn)營工作的優(yōu)化，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估;數(shù)據(jù)效用度評(píng)估;運(yùn)營優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TP274 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-1302（2015）09-00-03

0 ?引 ?言

車輛檢測(cè)器是智能交通系統(tǒng)的重要組成部分，能夠完成對(duì)交通系統(tǒng)研究對(duì)象中最核心、最本真的交通流參數(shù)的檢測(cè)與估計(jì)，對(duì)交通規(guī)劃、控制、分析等應(yīng)用具有極其重要的數(shù)據(jù)支持作用。然而，在當(dāng)前的道路建設(shè)和運(yùn)營過程中，車輛檢測(cè)器的重要作用并未完全發(fā)揮出來。因此，如何評(píng)估車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)效用，即評(píng)估檢測(cè)數(shù)據(jù)能夠發(fā)揮的作用，并藉此來指導(dǎo)優(yōu)化當(dāng)前車輛檢測(cè)器布設(shè)及檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用工作具有重要的研究意義。

車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)有效性的評(píng)估可從兩個(gè)方面著手，一是從車輛檢測(cè)器本身數(shù)據(jù)質(zhì)量的角度看，采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量亦影響其作用的發(fā)揮。二是從設(shè)備自身用途的角度來看，不同車輛檢測(cè)器的作用有所差異，效用不同，二者相輔相成共同影響著車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)的作用效果。因此，本文即從這兩個(gè)方面切入，研究車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)的效用度評(píng)價(jià)方法。

1 ?車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估

1.1 ?數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法

評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)質(zhì)量常用的方法有簡單比率法、最小/最大值運(yùn)算法、加權(quán)平均法及模糊評(píng)價(jià)法等。簡單比率法指的是預(yù)期結(jié)果與總值的比例，在一致性、完整性等方面進(jìn)行測(cè)定。最小/最大值法指對(duì)多種指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)，計(jì)算最小質(zhì)量指標(biāo)值或最大值進(jìn)行評(píng)估的方法，該方法需要知道各類指標(biāo)的最值，不符合本研究應(yīng)用條件。加權(quán)平均法適用于各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)都能夠量化的情況[1]。模糊綜合評(píng)價(jià)法[2]適合于用來解決那些只能用模糊的、非定量的、難以明確定義的實(shí)際問題[3，4]，亦不適應(yīng)于本研究應(yīng)用條件。綜上所述，本研究采用簡單比率法來量化指標(biāo)體系中的評(píng)價(jià)因素，采用加權(quán)平均法獲得總體評(píng)價(jià)結(jié)果。

1.2 ?評(píng)估指標(biāo)的確定及量化

車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、完整性、唯一性等特點(diǎn)，通過指標(biāo)對(duì)這些特點(diǎn)進(jìn)行量化描述，可以得出車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣。

1.2.1 ?數(shù)據(jù)完整率

數(shù)據(jù)完整率用于評(píng)價(jià)原始數(shù)據(jù)缺失的程度：

1.2.2 ?數(shù)據(jù)有效率

數(shù)據(jù)有效率用于反映數(shù)據(jù)的可利用程度。即真實(shí)可用的數(shù)據(jù)占有比例。

1.2.3 ?數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率

檢測(cè)精度（觀測(cè)值與真值或可看作是真值的逼近程度）可用于表示車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率。

流量真值可應(yīng)用文獻(xiàn)[5]所介紹的方法，根據(jù)收費(fèi)數(shù)據(jù)求得車輛檢測(cè)器每天所在斷面的分車型流量，并將每天的斷面流量相加得出本月的斷面流量作為真值，而將修補(bǔ)后的每天的分車型流量檢測(cè)數(shù)據(jù)相加得到某月的分車型流量檢測(cè)數(shù)據(jù)作為檢測(cè)值。

1.2.4 ?數(shù)據(jù)無冗余率

車輛檢測(cè)器以系統(tǒng)的時(shí)間碼標(biāo)定測(cè)量數(shù)據(jù)的采樣時(shí)刻，一天的數(shù)據(jù)條數(shù)為定值。若一天內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)條數(shù)超過了理論值，則存在數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)的無冗余率表示了冗余數(shù)據(jù)存在的程度。

1.2.5 ?數(shù)據(jù)穩(wěn)定性

車輛檢測(cè)器穩(wěn)定性表示車輛檢測(cè)器的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果與修正后結(jié)果差異性的穩(wěn)定程度。檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性越高，說明檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度總保持在穩(wěn)定水平，數(shù)據(jù)較為可靠。

以上即車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估的評(píng)價(jià)指標(biāo)組成研究及指標(biāo)量化方法研究過程。數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)則由上述內(nèi)容組成，其中：

一級(jí)指標(biāo)：Ui={完整率u1，有效率u2，檢測(cè)精度u3，無冗余率u4，穩(wěn)定性u(píng)5};

二級(jí)指標(biāo)：Xi={小型車流量檢測(cè)精度x1，中型車流量檢測(cè)精度x2，大型車流量檢測(cè)精度x3，總流量檢測(cè)精度x4};

Yi={小型車穩(wěn)定性y1，中型車穩(wěn)定性y2，大型車穩(wěn)定性y3，總流量穩(wěn)定性y4};

而各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重可通過專家法由行業(yè)專家投票統(tǒng)計(jì)后計(jì)算得到，設(shè)權(quán)重集為：

一級(jí)指標(biāo)權(quán)重集：Ai=（a1，a2，a3，a4，a5）;

二級(jí)指標(biāo)權(quán)重集：Bi=（b1，b2，b3，b4）;

Ci=（c1，c2，c3，c4）;

則車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果為：

2 ?車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度評(píng)估方法

2.1 ?車輛檢測(cè)器的用途效用分析

針對(duì)車輛檢測(cè)器監(jiān)測(cè)交通流參數(shù)對(duì)象的差異，在道路不同布設(shè)位置，車輛檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)的用途有差別。因此，在分析車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度之前，應(yīng)首先對(duì)車輛檢測(cè)器布設(shè)位置及其所應(yīng)發(fā)揮的作用進(jìn)行分析。表1所列即車輛檢測(cè)器布設(shè)位置及其相應(yīng)的用途。

2.2 ?車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度評(píng)估方法

文中車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度是評(píng)價(jià)車輛檢測(cè)器對(duì)全路網(wǎng)貢獻(xiàn)程度的指標(biāo)。它結(jié)合車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)可以發(fā)揮的最大效用和數(shù)據(jù)質(zhì)量的實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)在一定時(shí)間范圍內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)可以發(fā)揮的最大價(jià)值。以下是車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度的計(jì)算步驟：

（1） 根據(jù)車輛檢測(cè)器的布設(shè)位置，結(jié)合表1來確定車輛檢測(cè)器的用途。

（2） 根據(jù)車輛檢測(cè)器的布設(shè)位置和對(duì)應(yīng)的用途，確定路段上每個(gè)車輛檢測(cè)器布設(shè)的必要性。

車輛檢測(cè)器的必要性評(píng)價(jià)級(jí)V分為5級(jí)，V={非常重要、比較重要、重要、必要、不必要}。根據(jù)車輛檢測(cè)器具有的用途數(shù)量判斷車輛檢測(cè)器的必要性等級(jí)，無用途為不必要，4個(gè)用途為非常重要。

在車輛檢測(cè)器布設(shè)必要性判定時(shí)，若車輛檢測(cè)器的實(shí)際布設(shè)密度大于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值或理論計(jì)算值時(shí)，則均存在事件檢測(cè)和交通控制用途，在此基礎(chǔ)上，可再根據(jù)車輛檢測(cè)器布設(shè)位置的特殊性確定車輛檢測(cè)器是否具備其他用途。

（3） 量化車輛檢測(cè)器必要性的評(píng)價(jià)等級(jí)為v={1，0.9，0.8，0.7，0.6}。

（4） 根據(jù)車輛檢測(cè)器的數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果和每個(gè)車輛檢測(cè)器的必要性等級(jí)，計(jì)算車輛檢測(cè)器的數(shù)據(jù)效用度。車輛檢測(cè)器的數(shù)據(jù)效用度計(jì)算公式如（1）所示：

G=K×M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

其中：G為車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)效用度;

K為車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量評(píng)估結(jié)果;

M為車輛檢測(cè)器必要性評(píng)價(jià)結(jié)果。

數(shù)據(jù)效用度是0～1之間的數(shù)值，效用度數(shù)值越高，車輛檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)利用價(jià)值就更高，當(dāng)數(shù)據(jù)效用度低于0.6時(shí)，說明車輛檢測(cè)器的數(shù)據(jù)利用價(jià)值低，需要進(jìn)一步從數(shù)據(jù)質(zhì)量和布設(shè)位置兩方面進(jìn)行分析和改進(jìn)。

3 ?結(jié) ?語

本文從車輛檢測(cè)器布設(shè)位置及用途和車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)采集質(zhì)量兩個(gè)角度對(duì)車輛檢測(cè)器檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)路網(wǎng)交通管理的效用進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估過程融合了車輛檢測(cè)器在設(shè)計(jì)建設(shè)、運(yùn)營階段所期望發(fā)揮的效用及效果，能相對(duì)全面的對(duì)車輛檢測(cè)器數(shù)據(jù)應(yīng)用的有效性做出評(píng)價(jià)，道路管理單位可以藉此來指導(dǎo)車輛檢測(cè)器的設(shè)計(jì)建設(shè)及運(yùn)營工作。

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