車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度評價方法研究

鮑東玉+孫元成

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

關鍵詞：車輛檢測器數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)質(zhì)量評估;數(shù)據(jù)效用度評估;運營優(yōu)化

中圖分類號：TP274 ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-1302（2015）09-00-03

0 ?引 ?言

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

車輛檢測器數(shù)據(jù)有效性的評估可從兩個方面著手，一是從車輛檢測器本身數(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。二是從設備自身用途的角度來看，不同車輛檢測器的作用有所差異，效用不同，二者相輔相成共同影響著車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)的作用效果。因此，本文即從這兩個方面切入，研究車輛檢測器數(shù)據(jù)的效用度評價方法。

1 ?車輛檢測器數(shù)據(jù)質(zhì)量評估

1.1 ?數(shù)據(jù)質(zhì)量評估方法

評價數(shù)據(jù)質(zhì)量常用的方法有簡單比率法、最小/最大值運算法、加權(quán)平均法及模糊評價法等。簡單比率法指的是預期結(jié)果與總值的比例，在一致性、完整性等方面進行測定。最小/最大值法指對多種指標進行加權(quán)，計算最小質(zhì)量指標值或最大值進行評估的方法，該方法需要知道各類指標的最值，不符合本研究應用條件。加權(quán)平均法適用于各項數(shù)據(jù)指標都能夠量化的情況[1]。模糊綜合評價法[2]適合于用來解決那些只能用模糊的、非定量的、難以明確定義的實際問題[3，4]，亦不適應于本研究應用條件。綜上所述，本研究采用簡單比率法來量化指標體系中的評價因素，采用加權(quán)平均法獲得總體評價結(jié)果。

1.2 ?評估指標的確定及量化

車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)具有實時性、準確性、完整性、唯一性等特點，通過指標對這些特點進行量化描述，可以得出車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)劣。

1.2.1 ?數(shù)據(jù)完整率

數(shù)據(jù)完整率用于評價原始數(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。即真實可用的數(shù)據(jù)占有比例。

1.2.3 ?數(shù)據(jù)準確率

檢測精度（觀測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器數(shù)據(jù)的準確率。

流量真值可應用文獻[5]所介紹的方法，根據(jù)收費數(shù)據(jù)求得車輛檢測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，而將修補后的每天的分車型流量檢測數(shù)據(jù)相加得到某月的分車型流量檢測數(shù)據(jù)作為檢測值。

1.2.4 ?數(shù)據(jù)無冗余率

車輛檢測器以系統(tǒng)的時間碼標定測量數(shù)據(jù)的采樣時刻，一天的數(shù)據(jù)條數(shù)為定值。若一天內(nèi)檢測數(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

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

以上即車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量評估的評價指標組成研究及指標量化方法研究過程。數(shù)據(jù)質(zhì)量評價結(jié)構(gòu)則由上述內(nèi)容組成，其中：

一級指標：Ui={完整率u1，有效率u2，檢測精度u3，無冗余率u4，穩(wěn)定性u5};

二級指標：Xi={小型車流量檢測精度x1，中型車流量檢測精度x2，大型車流量檢測精度x3，總流量檢測精度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};

而各評價指標的權(quán)重可通過專家法由行業(yè)專家投票統(tǒng)計后計算得到，設權(quán)重集為：

一級指標權(quán)重集：Ai=（a1，a2，a3，a4，a5）;

二級指標權(quán)重集：Bi=（b1，b2，b3，b4）;

Ci=（c1，c2，c3，c4）;

則車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)質(zhì)量的評價結(jié)果為：

2 ?車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度評估方法

2.1 ?車輛檢測器的用途效用分析

針對車輛檢測器監(jiān)測交通流參數(shù)對象的差異，在道路不同布設位置，車輛檢測器的檢測數(shù)據(jù)的用途有差別。因此，在分析車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度之前，應首先對車輛檢測器布設位置及其所應發(fā)揮的作用進行分析。表1所列即車輛檢測器布設位置及其相應的用途。

2.2 ?車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度評估方法

文中車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度是評價車輛檢測器對全路網(wǎng)貢獻程度的指標。它結(jié)合車輛檢測器數(shù)據(jù)可以發(fā)揮的最大效用和數(shù)據(jù)質(zhì)量的實時性評價在一定時間范圍內(nèi)檢測數(shù)據(jù)可以發(fā)揮的最大價值。以下是車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度的計算步驟：

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

（2） 根據(jù)車輛檢測器的布設位置和對應的用途，確定路段上每個車輛檢測器布設的必要性。

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

在車輛檢測器布設必要性判定時，若車輛檢測器的實際布設密度大于國家標準規(guī)定值或理論計算值時，則均存在事件檢測和交通控制用途，在此基礎上，可再根據(jù)車輛檢測器布設位置的特殊性確定車輛檢測器是否具備其他用途。

（3） 量化車輛檢測器必要性的評價等級為v={1，0.9，0.8，0.7，0.6}。

（4） 根據(jù)車輛檢測器的數(shù)據(jù)質(zhì)量評估結(jié)果和每個車輛檢測器的必要性等級，計算車輛檢測器的數(shù)據(jù)效用度。車輛檢測器的數(shù)據(jù)效用度計算公式如（1）所示：

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

其中：G為車輛檢測器數(shù)據(jù)效用度;

K為車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量評估結(jié)果;

M為車輛檢測器必要性評價結(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，車輛檢測器的檢測數(shù)據(jù)利用價值就更高，當數(shù)據(jù)效用度低于0.6時，說明車輛檢測器的數(shù)據(jù)利用價值低，需要進一步從數(shù)據(jù)質(zhì)量和布設位置兩方面進行分析和改進。

3 ?結(jié) ?語

本文從車輛檢測器布設位置及用途和車輛檢測器數(shù)據(jù)采集質(zhì)量兩個角度對車輛檢測器檢測數(shù)據(jù)對路網(wǎng)交通管理的效用進行評估。評估過程融合了車輛檢測器在設計建設、運營階段所期望發(fā)揮的效用及效果，能相對全面的對車輛檢測器數(shù)據(jù)應用的有效性做出評價，道路管理單位可以藉此來指導車輛檢測器的設計建設及運營工作。

參考文獻

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