083-77-青岛市第三次交通出行调查技术实践与创新

交叉创新与转型重构——2017年中国城市交通规划年会论文集1青岛市第三次交通出行调查技术实践与创新汪莹莹杨文高洪振张铁岩【摘要】青岛市第三次交通出行调查工作于2016年7月完成。在保持以往两次交通出行调查的延续性基础上，本次调查方案设计全面覆盖城市客运交通系统，并充分结合青岛市现有交通大数据资源及新技术手段，采用人工调查与数据挖掘相结合的方式，力求高效经济得实施城市综合交通调查工作。在居民出行调查中，首次创新尝试以家庭户为单位的居民出行调查手机端和PC端问卷形式，是传统入户调查、手机信令分析等方式的补充与辅助手段，也加强了公众在城市规划工作中的有效参与。在数据挖掘方面，充分分析利用手机信令数据、公交一卡通数据、公共汽车和出租汽车GPS数据、地铁刷卡数据、交警智能交通管理平台中卡口和流量统计数据等交通大数据。结合青岛市交通出行调查工作的实践与创新经验，对未来大城市综合交通调查工作提出发展建议。【关键词】交通出行调查；综合交通调查；交通大数据；居民出行调查城市交通出行调查就是对城市交通的一次全面、综合“体检”，主要目的是全面摸清城市交通发展现状和需求变化规律，掌握第一手数据，为今后的交通发展战略、政策、规划的制定和建设、管理、服务的改善提供有力的技术支撑。青岛市在2002年、2010年分别开展过两次全市交通综合调查。2002年结合《青岛市城市综合交通规划（2002-2020年）》项目，在中心城区范围内开展了首次居民出行调查，摸清了当时居民出行的基本规律，其调查结果对该规划编制，特别是对确定扩大我市轨道交通线网规模、调整全市线网的整体架构起到了重要的数据支持。2010年，为适应青岛市城市快速发展和轨道交通建设需要，青岛市开展了第二次综合交通调查，其调查结果对支持青岛市一期、二期轨道交通近期建设规划编制及报批，以及对支持3号线、2号线、1号线、4号线、8号线等地铁线路工程设计均起到了重要的基础支撑作用。时隔6年，青岛市城市建设和城市交通发生了诸多变化，为及时掌握交通出行等基本情况和特征，更好地服务于城市交通规划建设，于2016年开展了第三次交通出行调查。1调查方案设计对于城市综合交通调查工作，调查方案是整个工作的基础，方案设计应在既有调查经费的基础上，充分考虑城市交通规划建设及城市交通预测模型调整要求，结合城市综合交通发展现状，充分利用城市交通系统既有收信息化平台的大数据资源，制定符合调查工作周期、财力要求的方案。中国城市规划学会城市交通规划学术委员会中国城市规划设计研究院编21.1调查项目设置及规模青岛市第三次交通出行调查在保持以往调查的延续性基础上，着重围绕青岛市城市发展进程中遇到的交通热点和难点问题开展，主要分为居民出行调查、公共交通出行调查、道路流量调查、出入境调查、无线数据分析以及数据收集类共6个大项17个分项调查，调查成果将为轨道交通规划与建设、交通规划、管理和出台缓堵减排政策提供技术支持。表1青岛市第三次交通出行调查调查项目设置6个调查大项18个调查分项调查实施时间调查规模编号名称编号名称1无线数据采集和分析1无线数据采集和分析2015年8月至10月青岛市范围内所有移动手机用户8月和9月各连续两周和十一期间的出行信息2居民出行调查2网络居民出行调查网络就学交通调查2016年4月20日至5月21日38740户家庭一天的出行信息3流动人口出行调查2016年4月23日问卷2500份3公共交通调查4轨道交通调查2016年4月18日至26日地铁M3号线运营中10个站点5地面公交调查2015年9月14日至20日334条公交线路的一周刷卡数据，5387辆公交车的一周GPS数据6出租调查2015年9月14日至20日所有出租车辆4道路流量调查7核查线调查2016年4月10日至16日5条核查线，70条道路8重要交叉口调查2016年4月10日至16日信息数据：280个交叉口人工：13个交叉口9车速调查2015年9月14日至20日公交车一周GPS数据5出入境调查10对外客运枢纽交通量调查2015年12月青岛市机场、火车站、各长途汽车站11国省道交通量调查2015年9月51个国省道断面观测点12高速公路出入口调查2015年9月11条高速公路，40个高速公路出入口6数据收集13土地使用状况数据2015年9月至12月规划局、市建委14人口与就业状况数据2015年9月至12月统计局、公安局、民政局15宾馆酒店分布状况数据2015年9月至12月旅游局16机动车保有量分布状况数据2015年9月至12月市交警支队交叉创新与转型重构——2017年中国城市交通规划年会论文集31.2调查方案特点1.2.1调查内容选择城市客运交通系统涉及的所有内容及对象，注重调查项目的全面性，力求较全面反映城市客运交通系统状况本次交通出行调查在方案设计时，覆盖城市客运系统的方方面面，既包括社会客车运行状况，也包括公交、地铁、出租车等公共交通方式，还包括国省道、高速公路和长途客运站、铁路客站和机场等对外交通枢纽，对各个对象及内容均有设计数个调查子项，以期通过本次调查全面掌握现状青岛市城市客运系统的整体运行状况。图1调查内容与城市客运系统关系图1.2.2调查工作中应用新技术新方法，充分利用信息化科技手段调查着重突出了新技术和新方法在调查实施领域和数据挖掘、分析阶段的应用，将手机信令数据、交通检测数据与一线调查数据有效结合，充分利用IC卡数据、GPS定位、视频检测等信息化科技手段；在调查实施中，开发了基于网络和手机端平台的问卷调查系统和后台大数据分析平台，首次创新尝试以家庭户为单位的居民出行调查手机端和PC端问卷形式，是传统入户调查、手机信令分析等方式的补充与辅助手段，也加强了公众在城市规划工作中的有效参与。中国城市规划学会城市交通规划学术委员会中国城市规划设计研究院编4a网络居民出行调查登录界面b网络居民出行调查出行链填写界面图2网络居民出行调查界面1.2.3充分利用传统媒体及新媒体，使得开展居民出行调查工作家喻户晓为了能够提高广大市民对本次交通出行调查的参与度，保证调查的顺利实施，调查过程中充分利用电视新闻、报纸、广播电台、公交及地铁电视等大众媒体，宣传居民出行调查的意义，播放有关调查的通知和表格填写的方法，使得开展居民出行调查工作家喻户晓。尤其是在新媒体飞速发展的信息化时代，本次宣传方案设计时充分利用微信公众号平台，选取青岛日报、青岛新闻网、青岛地铁新生活等青岛市订阅量最广的微信公众号推送本次交通出行调查的意义和网络居民出行调查平台，推送周期覆盖此次出行调查网络调查阶段，达到了较好的效果。1.2.4调查新增就学、通勤交通特征分析在传统调查内容的基础上，此次调查中针对青岛市中心城区就学、通勤时段突出的交通问题，延伸开展了城市就学出行特征、通勤出行特征等内容的研究，为青岛市有针对性的制定相关交通政策提供了重要的依据。2调查范围及样本情况2.1调查范围划定本次交通出行调查中出行类的核心调查采用抽样调查的方法，但在抽样精度上，又结合时间、费用、实际需求等综合考虑，分为重点调查范围和一般调查范围。重点调查范围为青岛市中心城区，包括市南区、市北区、李沧区、崂山区、城阳区、红岛经济区和青岛经济技术开发区，中心城区面积约1408平方公里。一般调查范围为周围县市，即胶州市、即墨市、平度市、莱西市及黄岛区其他地区（原胶南市）。在本次调查项目中，居民出行调查、公共交通出行调查、道路流量调查三大项内容核心调查对象为城市市区范围内的人和车辆，因此本次调查工作中调查范围为设定的重点调查范交叉创新与转型重构——2017年中国城市交通规划年会论文集5围，即青岛市中心城区。而出入境调查、无线数据分析两大项内容，因在数据收集时获取了全市域范围内的手机信令数据，国省道、高速公路在出入口及路段卡口等位置流量信息采集设施覆盖较全，信息数据资源获取条件好，且在城市交通规划建设实际工作中，经常需要分析市区与周边区域的联系关系特点，因此这两大项内容覆盖范围为青岛全市域。图3调查范围图2.2居民出行调查样本情况本次居民出行调查分为两个阶段：第一阶段为网络居民出行调查，针对调查日前一日所有在青岛居住的6周岁以上人口（包括户籍人口和非户籍人口）的出行信息；第二阶段为就学交通调查，针对市南、市北、李沧、崂山、城阳、黄岛区所有中小学，调查学生所在家庭所有六岁以上家庭成员一天的出行信息。调查以家庭为单位填写网络问卷，收集被调查家庭的家庭特征、拥有机动车特征，所调查的出行信息包括：出行时间、出发点、到达点、出行目的、交通方式、换乘情况等。网络居民出行调查和就学交通调查两个阶段共收集样本38740户。其中，完全有效样本14208户，六岁以上居民47394人，其中，市内六区以内样本户14123户，六岁以上居民47108人。全样本调查人数的平均抽样率为0.96%，市南区、市北区、李沧区的抽样率大于全样本抽样率，分别为1.61%、1.38%、1.82%。中国城市规划学会城市交通规划学术委员会中国城市规划设计研究院编6表2居民出行调查样本情况统计表行政区数量(万人)有效样本户数样本人数抽样率市南区57.16274192121.61%市北区107.274503147611.38%李沧区54.38297099121.82%崂山区42.9954417570.41%黄岛区149.36196566920.45%城阳区（含高新区）79.06140047740.60%市内六区人口合计490.2214123471080.96%图4网络居民出行样本分布情况3主要交通信息数据挖掘应用随着城市交通信息化水平的提高，交通信息采集和挖掘在综合交通调查中的作用日益凸显。本次交通出行调查工作在充分利用信息化数据的基础上，对城市综合交通调查的调查项目及内容进行适当调整。本次主要利用的信息化数据利用技术包括：1）利用移动信令数据对居民出行特征、流动人口出行特征的分析；2）利用公交车AVL数据及公交IC卡刷卡数据对公交客流特征的分析；3）利用出租车GPS数据对出租车出行特征的分析；3）利用公交车辆GPS数据对道路行程车速的分析；4）用交警智能交通管理平台中卡口和流量统计数据对道路机动车流量的分析技术.以下重点介绍其中最重要的手机信令数据挖掘、公交车IC卡数据挖掘和出租车GPS数据挖掘三项技术。3.1手机信令数据挖掘本次交通调查工作在数据收集阶段，收集到2015年8月3日至16日和9月7日至20交叉创新与转型重构——2017年中国城市交通规划年会论文集7日各两个完整周经过脱敏处理后的青岛市移动手机信令数据。每日数据大小约24-27G，累积约970G。每日手机号码数在650万左右，记录数在3.3亿条左右，累积近140亿条记录。人均50条记录/天。手机信令基站个数26820个，经纬度位置点9182个，中心城区（市南、市北、李沧）基站密度达到60个基站/平方公里。手机信令数据挖掘主要分析青岛市范围内所有移动手机用户连续两周和十一期间的出行信息。通过对无线信令数据的采集分析，开展青岛市人口岗位分布、功能组团出行特征、通勤人口职住分布和出行特征、流动人口出行特征等工作。图5青岛市手机信号基站分布a凌晨5点瞬时人口分布密度b白天11点瞬时人口分布密度图6手机用户瞬时人口密度分布中国城市规划学会城市交通规划学术委员会中国城市规划设计研究院编83.2公交IC卡及AVL数据挖掘IC卡数据分析是此次常规公交调查的核心内容，旨在通过对IC卡数据的深度挖掘和综合分析获取地面公交客流集散量、换乘量、客流时空分布等核心指标的时空特征。目前公交IC卡自动收费系统、公交车到离站报站系统在青岛公交车辆上已经得到广泛使用，可以提供大量翔实的公交客流数据和交通系统信息，通过对公共交通IC卡和AVL数据（到离站数据）的采集分析，可以得到过去任何一天的公共交通出行信息，且采集的信息真实可靠，可准确反映城市公共交通出行的时空分布特征。本次交通调查采用青岛市公交在2015年9月14日-20日一个完整周的IC卡和AVL数据信息来进行OD矩阵推导和客流分析。采用出行轨迹叠加方法判断上车站点和下车站点得到单个乘客公交OD，