第34卷第3期天津商业大学学报Vol. 34 2014年5月Joumal of Tianjin University of Commerce May 2014 我国直辖市智能交通系统效益分析宋伟，赵树良，朱东云(中国科学技术大学公共事务学院，合肥23∞26)[摘要]中国的交通面临着前所未有的挑战和机遇，城市人口的增加使我国城市交通面临更大的压力，但是随着智能交通系统的推行，交通问题得到一定程度的缓解。本文在介绍我国交通系统的现状、系统分析我国交通运输系统存在问题的基础上，利用主成分分析我国直辖市智能交通带来的经济效益和社会效益，指出天津和重庆需要更多地关注交通系统的经济效益，而北京和上海则要关注交通系统的社会效益。智能交通系统效益分析对直辖市今后的交通系统建设和城市发展具有很强的理论和实践意义。{关键词]智能交通;智能交通系统;主成分分析;效益[中图分类号]F570 【文献标志码]A l文章编号]1674 -2362(2014)03一0048-06 700000 -←城市实有道路/万平方米1 我国交通系统现状600000 4一城市实有公汽/辆500000 随着我国经济的高速发展，对交通运输能力的400000 300000 要求促使交通事业也得到迅速提升。虽然国家大200000 力支持基础交通设施的建设，一定程度上缓解了运100000 输能力短缺的问题，但是随之而来的交通拥堵导致。2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 的运输效率低下、交通事故的增加、城市环境的恶资料来源根据国家统计局统计年鉴相关数据整理。化等问题也日益严重。圈1城市实有道路和实有公汽数量 公路管理水平低14 r →一人均道路I(平方米/人)据图1，从2006年到2012年，我国实有城市道12---人均公汽I(辆历人)1 10 路面积增加了196549万平方米，总额每年都保持8 6 一定的增长;从图2中，我们还可以看到城市人均4 道路和万人拥有公共汽车量也是逐年增长的。但2 0 是我国公路的运输效率极低，根据国家发改委综合2006 2007 2008 2009 2010 2011 资料来源:根据国家统计局统计年鉴相关数据整理。运输研究所的研究结果，我国交通运输效率综合评J图2城市人均道路面积和万人拥有公汽数量价值仅为，美国是，日本是[I0究其原因，主要是管理水平太低。国国家统计局2010年统计年鉴数据，2009年我国 城市环境问题日益严重和交通安全事故频发31个主要城市空气质量方面，可吸入颗粒平均数在环境问题方面，根据环保部2012年2月发值为95微克/立方米，二氧化硫平均值为43微克/布的环境空气质量标准(GB3045-2012) ，国际空气立方米，二氧化碳平均值为40微克/立方米。经测质量二级标准为粒径小于等于10微米的可吸人颗算空气质量达到或好于二级的天数总共为9954粒年均70微克/立方米，二氧化硫为年均60微克/天，平均每个城市为天。因为大量资料研究立方米，二氧化碳为年均40微克/立方米。而据中表明，对人体危害最明显的是直径在微米以下收稿日期:2014 -03 -29 作者简介:宋伟(1965→)，男，安徽定远人，教授，博士生导师，主要从事科技管理研究;赵树良(1987一)，男，湖北监利人，博士研究生，主要从事公共管理研究。
第3期宋伟，等:我国直辖市智能交通系统效益分析.49. 的颗粒污染物，而粗颗粒物(直径为微米以的可能性变得很小，社会效益降低。上)与人类的死亡率相关性不大。但是由于我国 改善交通和环境的方法的限制从2013年年初才开始统计，因此全年的数我们知道，传统的解决城市拥堵的方法就是加据统计暂时无法获取。由此可见，作为发展中国大城市道路的建设，但是当城市发展到一定程度的家，我国环境问题不容乐观。[1]时候，偏远郊区的道路利用率低下，再继续扩大城在交通安全方面，我国在2005年至2010年市基础设施建设已经作用不大。美国学者亚当斯间，交通事故次数、事故死亡人数、事故受伤人数以早在1662年就断言单纯的道路建设并非是解决交及直接经济损失都呈现缓慢下降趋势，从这个绝对通矛盾的最好手段，只有在对道路交通中人、车、路数上看，表明我国交通安全严峻形势有所缓和。但三个主体关系的理性思考的基础上，通过计划、管是从平均每起事故死亡人数和受伤人数来看，除去理、控制等一系列活动才能最大限度地改善和提高2008年由于全国开展"迎奥运"道路交通秩序专项交通设施的利用率。而ITS就是我们协调三者关整治行动和2010年酒驾人刑使平均每起事故受伤系的有力工具。[3-4]人数有极小下降外，以前年份均一直在增长。另外我们改善城市环境的措施也无非三种:一是制就交通事故的致死率而言，国外的致死率大大低于造控制途径，就是在汽车尾气装置上加以改进，减我国，如日本为%，美国为%，而我国的致少尾气的排放，在这一方面做的最好的是日本，我死率则平均为%，这主要是抢救不及时所致，国在这→方面处于世界中等偏下水平;二是规划控因为80%以上的死亡者都是在交通事故发生后30制途径，就是调整城市布局，通过城镇各个功能区分钟之内死去。如果我国能够有效地应用智能交的调整和规划，如结合道路布局和风向，利用城市通系统，使交通事故受害者在受害的有效时间之内绿化带，最大限度减少城市环境污染;三是管理控得到急救，那么每年全国就可能少死6万人。这充制途径，这其中又分为城市道路管理以及技术管分表明我国交通安全形势依然严峻。理。目前，制造控制途径和规划控制途径以及城市表12005-2010年我国交通事故统计道路管理的挖掘空间已经不大，已经达到各自的极年份事故数死亡数受伤数直接经济死亡人受伤人限水平。因此我们现阶段更应关注技术管理。/起/人/人损失/亿元数/起数/起2005 450254 98738 469911 2 智能交通如今的发展状况2006 378781 89455 431139 1. 14 智能交通系统(IntelligentTranspo血tionSys›2007 327209 81649 380442 tem，ITS)的概念是于1990年由美国智能交通学会2008 265204 73484 304919 1. 15 2α】9238351 67759 275125 1. 15 提出，并在世界各国大力推广。智能交通系统是整2010 323919 65225 254075 个交通系统的发展方向，它是利用最先进的信息技资料来源:公安部交管局(http://www. mps. gov. cνn161 术形成人(包括驾驶员和管理者)、路、车三位→体n857531 )。的全新交通系统，实现人、车、路三者的密切结合和统一，从而可以极大地提高交通运输效率，保障交由于城市的日益扩张和经济的快速发展，城市通安全，增强行车的舒适性，改善环境质量，提高能居民的居住地和工作地分离较远，而大多数上班时源利用率，最终实现交通运输的社会效益最大化。间的一致造成同一时刻道路交通量的猛增，摩托车经过20多年的发展，智能交通系统已被证明是解和电动车的存在和缺少管制以及人的元节制的行决目前城市交通问题的最有效的手段。[5-6]为，无形中增加了居民出行的危险。城市扩张之后的交通布局方式影响城市环境的性质和居民生活目前世界上智能交通系统发展比较好的属美方式。我们需要合理的交通建设来改善人们的出国、日本、欧盟等国家和地区。如美国从20世纪行条件，促进社会的不断发展。[2]60年代末开始智能交通研究，现在其智能交通普城市的日益扩张和经济的快速发展导致的盲及和应用高达80%以上，不仅国内各大城市实现目的交通建设势必会影响到城市环境的平衡和发了智能交通，而且在全国大部分乡村也实施了智能展。现代城市更多的是快节奏和高压力生活，为适交通建设。日本曾经投人15亿日元研制全国公路应高速大容量机动交通，人与人在出行过程中交往电子地图系统，开发了车辆电子导航市场，已经有
.50. 天津商业大学学报2014年近400万套车内导航系统在市场上应用。欧洲智平和效率是我国交通系统发展的当务之急。[川3J能交通协会起草ITS在欧洲的部署计划，该协会促3 基于主成分分析的我国智能交通发展策略进了智能交通在欧洲的迅速发展。如德国的交通 数学模型实时监控、比利时的智能红绿灯、瑞典的"零远见"主成分分析是数学上对数据降维的一种方法。智能交通计划、英国的RFID射频识别技术等等。[叫其基本思想是设法将原来众多的具有一定相关性的指标X，几，…，Xp(比如p个指标)，重新组合成我国智能交通系统起步比较晚，20世纪80年1一组较少个数的互不相关的综合指标Fm来代替原代后期，我国才开始了ITS基础性的研究和开发工来指标。那么综合指标应该如何去提取，使其既能作，90年代开始建设交通指挥中心，并开展了驾驶最大程度的反映原变量Xp所代表的信息，又能保员信号系统、城市交通管理的诱导技术等方面研证新指标之间保持相互无关。究。迄今为止北京市已初步建成4大类ITS系统:设F表示第一个线性组合所形成的主成分1道路交通控制、公共交通指挥与调度、高速公路管指标，即XXXF=αlll +α212 +…+αplp，每一个主1理、紧急事件管理。同时，在2008年北京奥运会期成分所提取的信息量可用其方差来度量，其方差间，奥运路线、奥运场馆周边建有120处系统控制越大，表示F包含的信息越多。因此在所有的线1交通信号、80处电视监控点、15套交通事件自动检性组合中选取的F应该是X，儿，…，X11p的所有测系统、80套数字化视频系统。此外，还建设了交线性组合中方差最大的，故称F为第一主成分。1通综合监控系统，该系统包括视频监控、交通流检如果第一主成分不足以代表原来p个指标的信测和交通违法检测3个子系统。[9J息，再考虑选取第二个主成分指标矶，依此类推作为我国的经济中心，上海己建成覆盖市区快构造出的F…，Fm为原变量指标丸，X，. 1、F、22速即可、郊区干线公路网、中心城地面路网，实施道Xp，第一、第二、…、第m个主成分。即可以表路交通信息分级汇集、共享交换、应用服务等功能，示为:建立了可以实行有效诱导、准确率达90%以上的系统。浦东已完成智能信号控制系统、交通诱导系(!X XI FαAαX2 =21l +222 +…+α2PXp I 统和道路标识系统三大智能交通系统建设，不仅驾驶员可根据诱导牌实时了解道路情况和绕行方案，XXFm =α+αmll m22 +…+αmpXpJ 行人也能通过道路标识牌方便地找到目的地，甚至主成分分析的具体步骤如下:计算协方差矩连红绿灯也能根据车流量自己调节信号时间。而作为全国首批智能交通示范城市之一的广阵5(X-ι) X) ij=ki(句;求出立的特j二甫-州，智能交通系统构建包括广州市交通信息共用主征值λz及相应的正交化单位特征向量α选择主i;平台、物流信息平台、静态交通管理系统等智能交成分，当方差(信息、)累计贡献率G(m)(G(m) = 通系统的主框架。其中共用信息平台己具有一定λk)大于85%时，就认为能足够反映原规模，实现了羊城通系统、线网规划系统、出租车综;二λ/2二合管理平台、联网售票系统、96900个呼叫中心等来变量的信息了，对应的m就是抽取的前m个主多个子系统的连接，可以完成数据的采集、分类和成分;计算主成分载荷;主成分载荷是反映主成分有效存储、查询、订阅等相应的数据处理工作，实现Fi与原变量Xj之间的相互关联程度;t十算主成分了诸多的数据处理功能，提供了初步的交通数据服得分，计算样品在m个主成分上的得分:务功能。[10-11J αXX…+αFi =+αlil 2i2 +PiXp 总体来说，我国智能交通发展水平不高。即使主成分分析的关键是能否给主成分赋予新的北京、上海、广州等城市作为我国智能交通发展的先含义，给出合理的解释。因此，我们在进行实际分锋，在技术水平和管理上与国外大城市都存在不小析的时候，应该根据主成分的结果结合实际定性分的差距，甚至有的城市连智能交通网站都没有，或者析来进行。有但是一些重要信息却完全无法浏览。因此，如何 指标设计发展我国的智能交通、提升我国城市的交通管理水任何城市的交通系统必然存在一定的效益，为
第3期宋伟，等:我国直辖市智能交通系统效益分析.51 了更好地分析交通系统的效益，在这里我们将交通都是直辖市，但是政治中心北京和经济中心上海又系统的经济效益定义为城市交通系统带来的道路存在一定的特殊性，我们可以比较这种特殊是否对成本的减少和道路中的人的成本的减少，其中包括我们最终的效益有影响，所以我们选取直辖市作为道路建设成本、人的时间成本和物质成本等等;社研究对象。直辖市的数据获得的主要途径是政府会效益我们定义为道路交通系统对社会的科技、政网站、交管局或环保局的工作报告、统计年鉴以及相关著作和论文。[1]治、文化、生态、环境等方面所做出或可能做出的贡献。基于概念，把整个智能交通系统能力分为以下(1)把数据导人SPSS软件，然后计算出相关7个解释指标:降低城市道路建设成本额(X)、降矩阵R，然后再选择Analyze进入FactorAnalyze模1低城市拥堵成本额(X)、提高城市环境质量能力块，选中变量X到X进入Variables窗口，点击217OK，则可以得Communalities、TotalVariance Ex›(X)、减少的警力成本(X)、节约的人力成本3 4(X)、减少交通事故死亡数(几)和避免直接经济plained和ComponentMat血的结果。5 损失额(X)0 [14-19] 表2Communalities (共同度)7XXXXXXX3_3 数据处理及结果分析1 2 3 4 s 6 7 Initial 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 因为直辖市开展智能交通较早，且数据更容易Extraction 获得，而且四个直辖市行政地位-样，如果和其余Extraction Method: Principal Component Analysis. 省份放在一起，可能对结果的可靠性有影响;虽然表3Total Variance Explained(总方差解释}Initial Eigenvalues Component Total % of Variance Cumulative % Total % of Variance Cumulative % 2 3 4 1. 227E -16 1. 753E -15 5 -17 1. 058E -15 6 7. 206E -18 -1. 029E -16 7 一 -16 -2. 309E -15 100.∞o Extraction Method: Principal Component Analysis 表4Component Matrix (成分矩阵}Component XXXXXXXz 1 3 4 s 6 7 2 (2)一般来说SPSS默认的是保留特征根大于衡量的是提高经济效益的能力;Y中主要是对提21的主成分，从ComponentMatrix (成分矩阵)中，我高城市环境质量能力和减少交通事故死亡数的反们可以得到两个主成分的线性组合，即:映，主要解释的是改善社会效益的能力。然后综合Yz =O . 976X+ 0_ 993X+ O. 606X+ 0_ 856几+看这些指标具有多大程度的可靠性。从TotalVari›j 2 3 O. 798X+ 0_ 266X+ O. 920Xance Explained中可以看出前两个指标能够解释j 6 7 Y= -0_ 215X-O. 091X+ O. 762X+ 94_702%的内容，即包含了原始数据%的2 1 2 3 -0_ 554X+ O. 853X-O. 381X信息，对我们评价一个城市智能交通系统的发展已4 5 6 7 在Yj中我们知道降低城市道路建设成本额、经有足够的把握了。由上面两个表达式我们可以降低城市拥堵成本额、减少的警力成本和避免直接算出四大城市智能交通经济效益和社会效益得分经济损失额的系数远大于其他变量，所以Y主要(见表5)。1
.52. 天津商业大学学报2014年表5四大城市智能交通效益得分和排名经济效益社会效益总效益Y\ 名次Y2 名次F 名次北京上海夭津重庆 2 3 2 4 4 3231. 94 4 5808. 19 3 -611. 76 2 3631. 24 3 国安全科学学报，2∞2，12(6):6-8. (3)再利用TotalVariance Explained中的数[5J 李德仁，李清泉，杨必胜，等.3S技术与智能交通[JJ.武汉大据，得出总效益的式子为F= O. 65586Y+ 1 学学报:信息科学版，2∞8，33(4):331 -335. 凡，从而可以算出所要评估的各个地区的[6J 张庆，申景亮，李超.城市智能交通系统工程项目评标机制与智能交通系统的综合得分，再由综合得分看四大直综合评价方法研究[J].交通运输系统工程与信息，2005，5辖市的效益，并对它们分项进行排名O最终总效(4) :18 -22. [7J 张殿业.中国道路交通安全问题探讨[JJ.交通运输工程与信益、经济效益、社会效益的排名如表5。息学报，却03(12):46 -51. (4)综合分项排名以及综合排名，可以看出在[8J 刘生龙，胡鞍钢.交通基础设施与中国经济一体化[JJ.经济四个直辖市中，上海的智能交通系统带来的经济效研究，2011(3):72-82. 益最好，而社会效益最差;而天津的智能交通系统[9J 宋维明.国外智能交通系统建设模式综述及其启示[JJ.电子带来的社会效益最好，经济效益最差。1技术，26(12):19 -22. ∞[10J高玉荣，谢振东.广州市智能交通产业发展的SWOT分析4结论[JJ.中国科技论坛，2008(5):70 -73. [11 J陈宇伟.广州智能交通建设现状与展望[J].广东公安科技，综上所述，在今后智能交通的发展中，天津和2005 ( 4) :46向51.重庆应该更多地关注怎么样规划城市建设，降低城[12J赵启兰.2∞9物流管理研究现状分析[JJ.天津商业大学学市道路建设成本额;如何更好地提高城市道路通行报，2010(3) :22 -26. 速度，降低城市拥堵成本额;如何最大限度地利用[13 J国家计委.国民经济和社会发展第十个五年计划综合交通体系发展重点专项规划[JJ.交通运输系统工程与信息，2∞1，1科技，减少所需警力，降低警力成本以及最终减少(4) :276 -287. 交通事故发生率，降低直接经济损失额等。而北京[14J孙斌栋，潘鑫，吴雅菲.城市交通出行影响因素的计量检验和上海市则应关注城市环境的改善以及如何减少[J].城市问题，2∞8(7):11-15.交通事故的死亡率，以提高城市居民幸福感，促进[15 J徐洪波.道路宽度及车速对交通噪声的影响[JJ环境保护科社会和谐。[却]学，2∞7(6):127一128.[16J胡明伟，史其信，刘洪涛.基于系统目标的智能交通系统评价参考文献:方法研究[J]中南公路工程，2∞2，27(4) : 74 -76. [ 17J陈秉衡，洪传沽，朱惠刚.上海城区大气NO:污染对健康影响x[1 J 崔艳萍，唐祯敏，武旭中国智能交通发展战略研究的思路及的定量评价[JJ.上海环境科学，2∞2，21(3) : 129 -131. 内容探讨[JJ.交通运输系统工程与信息，2∞3，3(2):28[18J李良玉，任爱玲，梁银英.石家庄市颗粒物质量浓度及粒度随-31. 高度变化规律[JJ.环境科学与管理，2∞7,32( 1) :61 -64. [2J 陈明伟，袁晓华，潘敏，等.从道路交通事故统计分析对比谈[19J谢旭轩，张世秋，易如，等.北京市交通拥堵的社会成本分析预防措施[JJ.中国安全科学学报，2∞4，14(8):59 -62. [JJ.中国人口资源环境，2011,21 (1) :28 -32. [3J 姜华平，唐勇，李磊.基于智能交通运输系统的交通安全控制[20J张陶新，周跃云，赵先超.中国城市低碳交通建设的现状与途体系研究[J].中国安全科学学报，2∞3，13(7):35 -36 径分析[JJ.城市发展研究，2011，21(1) :68 -80. [4J 丁伟东，刘凯，杨维国，等.智能交通与中国交通安全[JJ.中
.53. 第3期宋伟，等:我国直辖市智能交通系统效益分析Benefit of Intelligent Transportation System in Municipalities in China SONG Wei, ZHAO Shu-liang, ZHU Dong-yun (School of Public Affail毡，University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China) Abstract: China is faced with unprecedented opportunities and challenges in transportation. The increase of urban popu›lation is exerting greater pressure on urban transportation. However, with the adoption of intelligent transportation sys›tem, traffic problems have been made less severe to some extent. Starting from the introduction to the situation of trans›po由tionsystem in China, this paper systematically studies the existing problems of transportation system, and makes a principal component analysis of economic benefit and social benefit of intelligent transportation system in municipalities. It points out that Tianjin and Chongqing should pay more attention to social benefit of transportation system while Beijing and Shanghai need to focus on economic benefit of transportation sy配m，which is of great significance to the future trans›portation system constrnction and development of four municipalities both in theory and in practice. Key words: intelligent transportation; intelligent transportation system; principal component analysis; benefit (责任编辑丁平)玲4主将(<将4主玲(<并(<冲4主玲毛主玲(<并号F将4主玲(<玲(<玲(<将(<涛4主孙(<将4主冲(<将(<将(<冲(<将(<冲(<将4主孙(<涛令将(<将4主涛4主将(<孙令将(<将(<玲(<冲(<将(<将毛F将Q冲Q玲Q玲号主玲(<将台将(<将(<将(<(上接第42页)Provincial Coupling Coordination Between Star Hotel and Regional Economy in China HUANGPU Peng-fan, LIU Li-hua ( College of Tourism Management, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China) Abstract: By applying the concept of coupling function in physics, the paper constrncts the coupling coordination model between hotel industry and regional economy, which takes 31 provinces as samples of measurement and calculation in China. The results show that all other provinces have low coupling coordination in varying degrees for different reasons except for the fact that coupling coordination of Guangdong Province has reached the primary level. The promoting im›pacts of hotel industηon the development of regional economy lag behind those of regional economy on the development of hotel industry in most province喝inChina. Key words: star hotel; regional economy; coupling coordination (责任编辑朱慧娟)
