基于DEA評價AI解決交通問題分析

張卓 李晗 崔雨萌 韓雪冬

摘要：為了更好地解決道路交通擁堵問題，以擁堵道路為研究對象，將城市道路的擁堵狀況用人工智能進行處理，給出所需的各項數據，再利用數據包絡分析建立城市交通擁堵模型。以吉林市吉林大街交通擁堵問題為例，得到該路段的解決方案。

關鍵詞：數據包絡分析（DEA）;交通擁堵;人工智能（AI）

目前，國內外對城市道路交通擁堵狀態的評價尚無統一的評價指標和量化標準。上海城市綜合交通規劃研究所利用“道路交通指數”來綜合評價申城的交通運行質量，王力引用了“擁堵系數”“停車時間比例”“加速度噪市”和“平均速度梯度”對道路交通狀態進行評價;此外，運行速度也常常單獨被用于評價城市道路交通擁堵。因此，建立一種科學、合理的解決交通擁堵問題的方法非常必要。

DEA在處理多輸出多輸入的有效性評價方面具有絕對優勢，決策單元的最優效率指標與投入指標值及產出指標值的量綱選取無關，應用時無需處理數據量綱及權重假設，具有很強的客觀性，可以為交通管理部門提供及時準確的道路交通參數和相關數據，以便制定出正確、合理的交通管理措施。

一、吉林市擁堵成因分析

結合城市發展、周邊土地利用等情況，分析造成擁堵的主要原因。

第一，城市公共交通方式單一。目前，吉林市擁有的公共交通方式只有公交車、出租車和公共自行車，大容量的軌道交通、BRT均未發展。公交線網覆蓋率較低，市區邊緣的許多地方沒有公交站點，郊區市民需要駕駛私家車進城，增加了中心城區內的機動車數量。

第二，吉林市發展采取單中心、攤大餅的擴張模式，主要行政區、商務區及部分教學區、文化旅游區都集中在中心城區，客流的產生點與吸引點都集中在市區，導致城市內部大量的OD交流，而道路通行能力又相對有限，交通擁堵不可避免。

第三，城市公交發展相對滯后，導致居民出行主要選擇小汽車，公共交通受到私家車的挑戰，使交通出行結構呈現明顯的不合理性。

二、交通擁堵的解決方案

交通擁堵是一種車多擁擠且車速緩慢的現象，通常在假日或上下班高峰等時刻出現。此情形常出現于世界上個大都市區、連接兩都市間的各大高速公路，及汽車使用率高的地區。

1.在城市的交通中，交通信號系統的發展是十分必要的，信號的設計能夠有效地保障道路的通行。正常信號燈無法提示人們本條道路的通行情況，因此，需要在正常的交通信號燈處再安裝一處交通信息指示燈，包括前方路段暢通、前方路段師擠、前方路段交通事故三個指示，這三個指示燈安裝在交叉路口，能給駕駛員充分的準備時間，選擇其他道路，有效避免擁堵。

2.行人搶路，不遵守信號燈等交通違規行為，給右轉車輛，特別是公交車帶來困難。需要設定一條紅燈禁行線，要非常明顯，行人一眼就能看出，紅燈的時候，行人不允許在規定的線外停留。

3.設立專用的公共交通通道，其他車輛一律不允許占用，保證了公共交通的暢通，會有效地減少私家車的使用。為了保證緊急情況下道路暢通，設立救護車、救火車、應急車輛的專用車道考感到使用頻率，平時的時候所有車輛可以占用此車道，但是當有緊急情況發生，專用車道啟用信號燈亮起、凡是占用救護車車道的車量，立即避讓。公共交通設施簡陋、擁擠、條件差也是人們不肯選擇公共交通的原因之一，可通過增加車次，改善車輛內部設施環境的方式改善。

4.道路建設要本著立足當下，謀劃長遠的原則，建設地下，地上、空中三位一體的道路交通體系即地下通道、地上道路、立交橋互為補充，做到行人車輛分類分道，改變現有的交通格局。

三、結論

經過具代表性的路口的調查可知：吉林市區人對紅燈的忍耐時間在50～70秒左右，超過這個時間段，就開始出現明顯的闖紅燈現象。對應不同類型的道路，建議交通指示燈的配時應該調整為：

（1）事故高發路段在高峰時段行人紅燈時間為90秒，優先使車輛先行;在非高峰時段行人紅燈時間為50秒，優先行人通行。

（2）人口密集路段在高峰時段行人紅燈時間為60秒，在非高峰時段行人紅燈時間為45秒。

（3）城市郊區路段在高峰時段行人紅燈時間為45秒，在非高峰時段行人紅燈時間為45秒。

這樣調整可降低車輛的行駛速度，也可保證行人安全。根據交叉路口處駕駛員的行為調查顯示，如果在交通信號燈變為紅燈后2秒再改變行人的信號燈，可以有效地減少事故發生的概率。

參考文獻：

[1]姜啟源，謝金星.數學建模[M].北京：高等教育出版社，2003.

作者簡介：

張卓，崔雨萌，韓雪冬，吉林省吉林市，吉林農業科技學院統計學專業;

李晗，吉林省吉林市，吉林農業科技學院數學系。