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第1章 引论 1

1.1 挑战与变革：城镇化、机动化与交通对策 1

1.1.1 战略指导思想的变革 1

1.1.2 统领全局的交通战略与发展政策 2

1.1.3 传承战略理念的交通规划 4

1.1.4 作为战略调控手段的交通需求管理 6

1.2 基于复杂适应系统理论的分析框架 8

1.2.1 现实的启示 8

1.2.2 他山之石引发的思考 10

1.2.3 复杂适应系统概念 11

1.3 大数据带来的技术变化 12

1.3.1 大数据分析技术 13

1.3.2 大数据分析技术与复杂性科学 13

1.3.3 交通领域大数据技术应用进展 14

1.4 城市交通分析技术的变革 15

1.4.1 围绕战略调控的技术整合 15

1.4.2 必须突破的传统技术局限 15

1.4.3 城市交通递进式的理论变革 16

1.5 本书的阅读路径 18

参考文献 20

第2章 城市交通相关的数据环境 21

2.1 道路定点检测器数据特征 21

2.1.1 车辆定点检测器的类型 21

2.1.2 定点检测器数据所反映的交通流信息 23

2.2 浮动车数据特征 25

2.2.1 FCD数据的采集原理 25

2.2.2 FCD数据的初步处理 27

2.2.3 路段平均行程车速的计算 32

2.3 公交IC卡数据特征 34

2.3.1 公交IC卡数据构成 34

2.3.2 公交IC卡的表观使用特征 37

2.3.3 公交IC卡的交通行为信息提取 39

2.4 车辆牌照检测数据特征 39

2.4.1 车辆牌照识别数据概况 39

2.4.2 车辆牌照识别数据的时空分布 42

2.5 移动通信数据特征 44

2.5.1 移动通信数据的类型 44

2.5.2 构建针对移动通信数据的空间参照系 50

2.6 公交运行管理数据特征 52

2.6.1 公交GPS数据结构及质量分析 52

2.6.2 公交GPS数据的地图匹配 54

2.6.3 公交调度数据的构成 56

2.7 人口普查数据 57

2.7.1 人口结构信息 57

2.7.2 家庭结构信息 59

2.7.3 就业结构信息 60

参考文献 61

第3章 城市交通决策过程中的数据化分析 63

3.1 跨越从模型工程师到数据分析工程师的障碍 63

3.1.1 交通模型工程师的职责 63

3.1.2 交通数据工程师的职责 66

3.1.3 模型分析与数据分析的关联及差异 68

3.2 土地开发与交通协调决策分析 69

3.2.1 空间结构与交通网络布局 69

3.2.2 中微观层面的土地开发与交通系统协同 76

3.3 综合交通体系建设决策分析 79

3.3.1 综合交通体系的整体结构分析 79

3.3.2 综合交通体系的协同模式 82

3.4 公交优先发展的决策分析 85

3.4.1 公交优先的决策分析框架 85

3.4.2 公共交通服务水平比较竞争力分析 88

3.5 道路交通拥堵对策的决策分析 92

3.5.1 通过系统控制手段提升道路网络运行效率 93

3.5.2 精确作用理念基础上的交通拥堵对策研究 94

参考文献 96

第4章 城市交通的大数据分析体系架构 98

4.1 城市交通大数据分析的总体架构 98

4.1.1 城市交通系统的描述框架 98

4.1.2 清除决策判断的不确定性 100

4.1.3 城市交通大数据的多维数据模型 103

4.2 分析技术层次与数据类型 104

4.2.1 大数据环境下城市交通分析的四个层次 105

4.2.2 贯穿于四个层次的两种不同类型数据 106

4.3 分析技术的逐步深化 108

4.3.1 数据分析与决策过程的整合 108

4.3.2 从单一数据源分析走向多源信息融合分析 109

4.3.3 从特征提取走向关联分析 111

4.3.4 从结构化数据分析走向与非结构化数据融合分析 112

参考文献 116

第5章 信息采集和质量控制 117

5.1 基于城市交通共享信息平台的数据整合 117

5.1.1 城市交通共享信息平台的数据资源 117

5.1.2 城市交通共享数据平台的数据描述 120

5.2 数据的信息含量分析 126

5.2.1 基于综述研究的数据应用价值分析 126

5.2.2 移动通信话单数据的应用可行性分析 134

5.3 数据采集的质量控制 144

5.3.1 定点检测器数据的质量控制 144

5.3.2 探测车路网样本量模型 147

5.3.3 公交IC卡基础信息提取与数据质量控制 149

5.3.4 牌照识别系统数据质量分析 153

5.4 定点检测器数据修补技术 155

5.4.1 基于时间序列的修补模型 156

5.4.2 相关空间数据回归估计方法 157

5.4.3 标准库+动态因子估计法 160

参考文献 162

第6章 道路系统状态特征提取 169

6.1 断面交通状态表征 169

6.1.1 基于状态特征对城市快速道路断面分类 169

6.1.2 基于聚类分析的断面交通状态研究 172

6.2 路段交通状态表征 177

6.2.1 路段交通状态模式划分 177

6.2.2 插入虚拟检测断面细化道路分段 178

6.3 区段交通状态表征 181

6.3.1 区段交通状态的描述 181

6.3.2 基于拥挤态势指数日变曲线的拥堵模式 184

6.4 路网交通状态表征 187

6.4.1 路网对区域连通状态保障程度分析 187

6.4.2 基于宏观基本图的局部路网交通状态描述 197

6.4.3 路网交通状态关联分析 201

6.4.4 根据交通状态时间序列数据相似性的聚类分析 210

参考文献 212

第7章 交通服务系统状态特征提取 214

7.1 基于GPS数据的公交运行参数分析 214

7.1.1 公交线路节点影响区域动态划分方法 214

7.1.2 公交线路节点延误计算 217

7.1.3 公交车基本路段行驶速度分析 225

7.2 公交行驶时间分布研究 234

7.2.1 站点对之间公交车辆运行时间分布 234

7.2.2 区域范围内公交车辆运行时间分布 240

7.3 公交路段运行可靠性评价及分析 242

7.3.1 运行可靠性评价指标 242

7.3.2 公交行程时间服务水平划分 244

7.3.3 公交路段行程时间可靠性评价 246

7.4 公交车辆站点耗用时间波动性分析 247

7.4.1 公交车辆站点耗用时间分布 247

7.4.2 基于停靠时间的公交站点分类 250

7.5 出租车辆运行状态特征分析 254

7.5.1 出租车基本运行特征 254

7.5.2 出租车运行状态特征的信息挖掘 255

参考文献 260

第8章 交通需求及行为特征提取 261

8.1 车辆使用状态特征分析 261

8.1.1 车辆个体属性表达 261

8.1.2 车辆属性间关联分析 263

8.2 从IC卡数据中提取公交乘客行为信息 266

8.2.1 基于个体行为特征的用户分类 266

8.2.2 公交换乘行为分析 273

8.2.3 公交站点OD分析 284

8.3 基于移动通信数据的居民空间活动特征分析 287

8.3.1 移动通信用户活动特征点的提取 287

8.3.2 个体活动特征指标 288

8.3.3 空间分区的特征集计分析 291

8.3.4 空间分区的土地使用性质判别 297

8.3.5 通过聚类分析实现居民分组 297

8.4 出租车使用行为分析 300

8.4.1 出租车乘客出行距离分布特征 300

8.4.2 出租车使用时间分布 300

8.4.3 出租车使用空间分布特征 301

8.5 道路断面流量特征的提取 302

8.5.1 提取断面流量典型时变特征曲线 303

8.5.2 在小波分解基础上的断面流量特征分析 307

参考文献 311

第9章 透过数据寻找关联关系 314

9.1 轨道交通与常规公交的关联分析 314

9.1.1 轨道交通与常规公交之间换乘行为分析 314

9.1.2 轨道交通与常规公交关联分析 316

9.1.3 评估结论的可认同度分析 318

9.1.4 轨道交通对职住连接的作用 319

9.2 居民活动空间与轨道交通的关联分析 322

9.2.1 轨道交通与居民活动半径的关联 322

9.2.2 居民活动空间与轨道交通的关联分析 324

9.2.3 轨道沿线居民多维属性特征关联分析 330

9.3 城市快速道路交通结构分析 337

9.3.1 使用快速道路的车辆特征分析 337

9.3.2 快速道路断面之间交通流关联性分析 342

9.4 应用移动通信数据分析旅游交通特征 348

9.4.1 观光交通研究概述 348

9.4.2 通过移动通信数据分析上海世博外地游客活动特征 350

参考文献 352

第10章 用于规律分析和验证的分析模型 354

10.1 交通分析模型的发展综述 354

10.2 多用户多准则多模式四阶段组合模型 356

10.2.1 建立组合模型 356

10.2.2 组合模型的求解算法 360

10.2.3 模型的参数标定 363

10.3 行程时间不稳定情况下的公交客流随机用户均衡分配模型 364

10.3.1 公交网络的描述方法 364

10.3.2 基于期望效用理论的公交随机客流分配模型 368

10.3.3 基于非期望效用理论的公交随机客流分配模型 373

10.4 基于活动的分析方法 378

10.4.1 基于活动分析方法的基本思想 378

10.4.2 基于联立回归的活动行为模型 379

10.4.3 基于持续模型的活动行为分析 380

10.4.4 基于效用理论的活动行为模型 381

10.5 基于计划行为理论的分析模型 382

10.5.1 计划行为理论概要 382

10.5.2 计划行为理论相关变量的测量 384

10.5.3 基于计划行为理论的交通行为分析 385

参考文献 386

第11章 信息融合分析 392

11.1 数据层融合 392

11.1.1 利用定点检测器数据修补FCD缺失数据 392

11.1.2 通过SCATS数据对于区域交通状态指数计算的补充 395

11.1.3 移动通信与AFC数据的一致性分析 400

11.2 特征层融合 405

11.2.1 基于协整理论的道路行程时间估计修正 406

11.2.2 通过特征层融合构建交通状态指数修正模型 411

11.2.3 基于移动通信和交通调查数据的居民出行分析 414

11.3 决策层融合 416

11.3.1 决策层融合的功能架构 416

11.3.2 通过采样分析识别问题并构建数据视图 418

11.3.3 基于证据分析的信息融合 429

11.3.4 城市空间结构与综合交通体系的关系分析 440

参考文献 442

结语 443

附录 445

索引 465