第6期2021年3月No.6March，2021
0 引言
性能指标是量化公路网交通运行状况的重要手段，对有效评价公路网交通运行状况具有重要意义。考虑到公路网呈现典型的网络化拓扑结构，具备点、线、面等不同的层次，因此，需要建立评价范围广泛、覆盖层次全面的性能指标体系，以帮助设计者规划设计道路，使用者知晓道路运行状况，管理者了解道路服务水平，在道路设计、运行状态监测、资源分配等方面发挥重要作用。
性能指标是在公路网监测系统采集到的原始数据基础上的汇集和处理。一方面，完整、有效的数据来源是公路网交通运行性能指标计算的基础。只有收集了可靠的公路网交通运行数据，才能对公路网的交通运行状况指标进行计算，并对公路网的交通运行状况进行评价。对此，目前公路网中主要的数据来源有交调点、车检器、ETC 、互联网数据等，上述数据来源可以提供丰富的公路网交通运行状况数据，包括公路网断面交通数据，如交通流量，此外，还包括公路网某一路段的交通数据，如某一路段的平均速度。上述两类数据在公路网交通运行性能指标计算中都具有重要意义。另一方面，在完整、有效的数据来源基础上，为满足公路网的层次结构的需求，特别是计算整体路网的交通运行性能指标时，需要将针对公路网某一断面或者某一路段的交通运行数据，通过一定的汇聚方法，计算得到公路网多个层次的运行性能指标。因此，研究系统的汇聚方法十分必要。这样，通过不同的汇聚方法，可以将针对断面或者路段的交通运行数据汇聚得到路网整体的性能指标。
需要指出，由于公路网交通运行指标包含多种性能指标，数据来源复杂多样，特性也互不相同，因此，在汇聚过程中需要不同的汇聚方法。本文在参考国内外多个性能指标数据汇聚过程后，提出了4种指标汇聚方法，包括算术平均法、加权平均法、累加相除法和直接累加法，可以满足路段—路线—通道—区域路网—区域全路网的交通运行性能指标汇聚计算的需求。最后，本文以江苏省的具体路网为例，采用不同的性能指标，展示不同汇聚方法的计算
作者简介：曾理（1997— ），女，湖南邵阳人，硕士研究生；研究方向：交通信息工程与控制。
摘 要：公路网交通运行性能指标汇聚方法是计算公路网性能指标、提高公路网交通运行效率与管理水平、改善路网交通运
行状况的重要手段。文章结合我国公路网交通运行性能指标发展现状，给出了4类指标汇聚方法，包括算术平均法、加权平均法、直接累加法和累加相除法，并采用实际公路网数据对各种汇聚方法进行实例计算。关键词：全路网；性能评价；汇聚方法公路网交通运行性能指标汇聚方法与计算实例
曾 理，陆宇航，郭建华
（东南大学 智能运输系统研究中心，江苏  南京 210018）
过程。
1 汇聚方法
本文通过总结分析国内外对路网体系结构[1-2]及公路网性能指标[3-4]的研究，提出了适应我国路网性能评价的指标汇聚体系。首先，将整个路网从小到大依次划分为公里级路段、路线、通道、区域路网、区域全路网等层次；其次，计算得到公里级路段的指标值；然后，利用本文提出的汇聚方法，将公里级路段指标逐层向上汇聚，最后得到区域公路网的交通运行性能指标。指标汇聚方法有如下4种。1.1 算术平均法
算术平均法即直接计算当前统计范围内下层所有指标的算术平均值，作为当前统计范围的指标值。该方法一般适用于以计数比率为特征的指标，但在不同层次间转换时不可累加，如车流率（单位时间内通过某一公路断面的车辆数）、车流密度（单位路段上的车辆数）等。
该汇聚方法的计算公式如下：
12n x x x X n
++…+=
（1）
式中：
X 为上层统计对象的指标，x i 为下层统计对象的指标，
n 为下层统计对象的个数。1.2 加权平均法
加权平均法即在计算当前统计范围的指标时，首先获取下层指标的值，采用加权平均的方法进行当前统计范围指标的计算。该方法一般适应于不可直接累加的指标，如平均速度，一般以流量作为权值进行平均速度的计算。可以看出，权值的选择是本方法的关键点，需要考虑指标的实际意义，以真实反映公路网运行状况。
该汇聚方法的计算公式如下：
112212n n n
a x a x a x X x x x ++…+=
++…+
（2）
式中：
X 为上层统计对象的指标，x i 为下层统计对象的指标，为下层统计对象指标的权重，
n 为下层统计对象的个数。无线互联科技
Wireless Internet Technology
1.3 直接累加法
直接累加法即在计算当前统计范围的指标时，直接累加下层指标的值，作为当前统计范围的指标。该方法适用于以计数为特征的指标，且随着范围的扩大，计数值也相应扩大，如事故数指标。
该汇聚方法的计算公式如下：X =x 1+x 2+…+x n  （3）
式中，
X 为上层统计对象的指标，x i 为下层统计对象的指标，
n 为下层统计对象的个数。1.4 累加相除法
累加相除法即在计算当前统计范围的指标时，分别累加分子分母对应的下层指标值，然后相除得到当前统计范围的指标。该方法一般适应于比值形式的指标，如拥挤度（一般采用路段的交通流量和该路段的
通行能力比值进行计算）。
该汇聚方法的计算公式如下：
i i i
y x z =
（4）
1
212n
沙河人才网n
y y y X z z z ++…+=++…+
（5）
式中，X 为上层统计对象的指标，为下层统计对象的指标，y i 、z i 为下层统计对象指标的计算数据，n 为下层统计对象的个数。2 实例分析
2.1  算术平均法计算实例
采用交通量指标进行算术平均法的计算实例展示。交通量指单位时间内，通过道路某一地点、某一断面或某一车道交通实体数。公里级路段交通量的计算方法由车检器或交调站直接获得。路线、通道、区域路网、区域全路网的交通量计算由下层空间范围内的交通量数据直接平均得到。
收集徐州市六个路段的日交通量数据作为下层指标，采用直接平均法得到区域路网的日交通量，计算结果展示如表1所示。
区域路网日交通量
=64892896144045083738716708
6+++++=8 828 辆/日
2.2  加权平均法计算实例
采用平均速度进行加权平均法的计算实例展示。平均速度是某一时间段、某一区域内所有车辆速度的平均值。公里级路段平均速度的计算方法由车检器或交调站统计的距离数据和时间数据相除得到。路线、通道、区域路网、区域全路网的交通量计算要统计该范围内全部交通量与车辆平均速度，采用加权平均法计算得到。
收集徐州市6个路段的日交通量及速度数据作为下层指标，采用直接平均法得到区域路网的日平均速度，计算结果展示如表2所示。
区域路网日平均速度
=
6489*62.92896*6214404*565083*66.67387*66.616708*62.4
64892896144045083738716708
++++++++++=61.7 km/h
2.3  直接累加法计算实例
采用事件数进行直接累加法的计算实例展示。事件数指在统计时间段、统计区域内发生交通事件的次数。公里级路段的事件数由交通事件统计数据直接得到。路线、通道、区域路网、区域全路网的事件数由下一层级所有事件数直接累加得到。
收集江苏路网某月的事件数作为下层指标，采用直接累加法得到路网事件总数，计算结果展示如表3所示。
路网月总事件数
=1 367+1 570+145+516+2 673+776+91+133+196+301+ 257+636+71
=8 732 件
2.4  累加相除法计算实例
采用饱和度进行累加相除法的计算实例展示。V/C 指流
表1  某日交通量数据
路段孙楼苏皖省界马楼顺河沙河华山车流量（辆/日）
6 489
2 896
14 404
5 083
7 387
16 708
表2  某日交通量及速度数据
路段孙楼苏皖省界马楼顺河沙河华山车流量（辆/日）  6 489  2 89614 404  5 0837 38716 708速度（km/h ）
62.9
62
56
66.6
66.6
62.4
表3  某月事件数据
区域南京无锡徐州常州苏州南通连云港淮安盐城扬州镇江泰州宿迁事件数
1 367
1 570
145
516
2 673
776
91
133
196
301
257
636
71
Aggregation methods and calculation examples of performance measures
for highway network operations
Zeng Li, Lu Yuhang, Guo Jianhua
（Intelligent Transportation System Research Center, Southeast University, Nanjing 210018, China ）
Abstract：
Aggregation method of performance measures is a significant means to compute the performance measures of highway networks, improve the effectiveness of highway network operations and management, and enhance the condition of road transportation. Based on the current condition of performance measurement for Chinese highway networks, four aggregation methods are proposed, in
cluding the arithmetic average method, the weighted average method, the straight summation method, and the summation and division method. The four methods are then demonstrated using the real world highway network data.Key words：
highway networks; performance measurement; aggregation method [参考文献]
[1]纪铮翔.道路交通运行状态评价关键指标研究[D].上海：同济大学，2007.
[2]交通运输部.公路网运行监测与服务暂行技术要求[M].北京：人民交通出版社，2012.[3]郑淑鉴，杨敬锋.国内外交通拥堵评价指标计算方法研究[J].公路与汽运，2014（1）：57-61.[4]王江锋.高速公路交通拥挤状态自动识别方法研究[D].吉林：吉林大学，2004.
（编辑 王永超）
量饱和度，即实际交通量与设计通行能力之比，用以评价
公路的负荷状态。公里级路段的V/C 由交调点、车检器统计得到的交通量数据（V ）与根据道路状况计算得到的通行能力数据（C ）直接相比得到。路线、通道、区域路网、区域全路网的V/C 计算方法为累加相除法，要统计该范围内下一层级的交通量与通行能力，分别累加，作为分子分母计算
得到。
收集徐州市6个路段的日实际交通量及设计通行能力作为下层指标，采用累加相除法得到区域路网的饱和度，计算结果展示如表4所示。
表4  路段实际交通量及设计交通量数据
路段
孙楼苏皖省界马楼顺河沙河华山实际交通量（辆/天）10 890  5 24320 11413 20112 39626 801设计通行能力（辆/天）
30 00030 00030 00015 00030 00030 000路段饱和度
0.36
0.17
0.67
0.88
0.41
0.89
区域路网饱和度=
10890524320114132011239626801300003000030000150003000030000
++++++++++=0.543 结语
本文通过总结国内外路网性能指标计算层次与汇聚方
法，提出了公路网交通运行指标的4种汇聚计算方法，包括算术平均法、加权平均法、累加相除法和直接累加法，可以实现路段—路线—通道—区域—区域全路网的指标汇聚。本文以实际路网为例，选择典型的公路网交通运行指标，对所提出的4种汇聚方法逐一进行了计算展示，表明了所提出的汇聚方法的实用性。