RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ja
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
本研究では、都市道路における路上駐車の効果を分析した。プロセス全体は、トラフィックデータの収集、データ処理、運用シミュレーション、シミュレーションキャリブレーション、および感度分析で構成されています。
路上駐車は中国で一般的な交通現象です。狭い都市の通り、高い駐車需要、および駐車場の不足により、一般の人々は道端に沿ってランダムな駐車に従事することを余儀なくされています。路側駐車車両が通過車両に与える影響を判断するためのプロトコルが提案されています。本調査では、1台の車両が沿道に駐車している2方向2車線の市街地を選択し、交通データを収集する。これらのデータに基づいて、路側駐車車両が通過車両の軌道と速度に与える影響が決定されます。さらに、マイクロシミュレーションモデルを適用して、感度分析に従って、さまざまな交通量の下での最大キュー長、遅延、排出量、およびその他の指標に対する路側駐車の影響を判断します。その結果、路側駐車車両は通過車両の軌道に約80m影響し、速度に悪影響を及ぼし、路側駐車車両の位置で最低速度が観測されるという結果となった。感度分析の結果は、トラフィック量がインジケータ値と同期して増加することを示唆しています。プロトコルは、移動軌跡と速度に対する路側駐車の影響を決定するための方法を提供します。この研究は、将来の路側駐車場の洗練された管理に貢献します。
都市化の加速は、自動車の所有と都市の交通の流れの明らかな増加を伴います。2021年、中国の自動車所有台数は3億7,800万台に達し、2020年と比較して2,510万台増加しました1。しかし、道路容量が不十分で交通管理技術が限られている現状は、都市交通の需要と供給の間にますます明白な不一致をもたらしています。そのため、道路交通渋滞は徐々に激化しています。都市交通で最も蔓延している問題として、交通渋滞は多くの危険を引き起こし、研究者から広く注目を集めています2,3,4。交通渋滞は、移動時間を延長するだけでなく、環境汚染を悪化させ、エネルギー消費を激化させ、汚染物質の排出を増加させます5,6,7,8。交通渋滞と事故率の間には正の相関関係があります9,10。上記の影響とは別に、交通渋滞の増加は収入と雇用を弱体化させ11、この影響は人々の日常生活と密接に関連しており、これは都市の主要な問題の1つになっています。都市の発展に伴い、道路渋滞が社会に与える悪影響はますます大きくなっていくでしょう。
交通渋滞は、駐車場が主要な問題である多くの都市交通問題を包括的に反映しています。都市人口の増加と自動車の増加は、駐車場の供給と優れた駐車需要に悪影響を及ぼします。駐車システムでは、路上駐車は都市交通で一般的であり、駐車場の需要と供給の不均衡に対処するための重要な手段です。路側駐車は、道路の両側のリソースを利用して駐車スペースを提供します。路側駐車場は、他の駐車場に比べて便利で、迅速で、柔軟性があり、省スペースです。しかし、路上駐車は道路資源を占有しており、その悪影響は無視できません。発展途上国で急速な発展を遂げている都市では、駐車場需要の急増により路傍駐車が過負荷になり、交通安全、大気質、公共スペースが低下します12。したがって、路傍駐車の問題に対処する必要があります。
路側駐車スペースは2つのシナリオで配置できます:(1)非電動車線(つまり、電動車線と非電動車線が分離されている広い道路では、路側駐車は右端の非電動車線のスペースを占有します);(2)自動車と非自動車の混合車線は、交通量の少ない狭い道路であることが多い。自動車と非自動車は道路資源を共有するため、道路脇の駐車は、2番目のシナリオで交通操作に混乱をもたらすことがよくあります。ただし、既存のほとんどの研究は、最初のシナリオ13、14、15、16、17、18に焦点を当てています。
非電動車線に路側駐車スペースが存在し、電動車線と非電動車線の強制隔離がない場合、路側駐車は間接的に混合交通につながります。路傍の駐車スペースは、非電動車線の有効幅を大幅に減少させ、それによって非自動車が非電動車線を通過し、隣接する電動車線を占有する確率を高める。この動作は車線横断16 と呼ばれます。多くの研究では、非電動車線での路側駐車が混合交通流に与える影響を調査しています。セルオートマトンモデルに基づいて、Chenら13は、自動車と非自動車の間の摩擦と渋滞の競合の研究を通じて、都市部の道路での異質な交通操作に対する路側駐車の影響を評価しました13。Chenらは、路側駐車の影響を考慮して、混合交通流の道路抵抗モデルを提案した17。さらに、いくつかの研究では、道路脇の駐車が自動車にのみ及ぼす影響を調べています。Guoらは、路側駐車区間19での自動車の運転時間を定量的に分析するために使用されたリスク期間に基づく方法を提案し、その結果、路上駐車が移動時間に大きな影響を与えることが示されました。
交通シミュレーションは、路側駐車の影響を調査するための一般的なツールです。Yangらは、VISSIMソフトウェアを使用して、路側駐車が動的交通(特に容量)に与える影響を調査し、車両平均遅延交通モデルを開発し、シミュレーション20を通じてモデルの信頼性を検証しました。Gaoらは、同じソフトウェアを使用して、4種類の交通干渉の下での混合交通に対する路側駐車の影響を分析しました18。Guoらは、セルオートマトンモデルを使用して、さまざまなシナリオ21でのモンテカルロシミュレーションを通じて、路側駐車が車両の交通特性(車線容量と車速)に与える影響を分析しました。カーナーの三相交通理論の枠組みの下で、Huらは、セルオートマトンモデル22に基づいて、一時的な路傍駐車行動が交通流に与える影響を分析しました。これらの研究は、路上駐車が交通効率に大きな悪影響を与えることを示しています。
交通管理部門は、道路脇に駐車した車両が交通流に与える影響を理解することに関心があります。効果の具体的な長さと程度は、駐車場の区切り方法、非駐車ゾーンの決定方法、駐車時間の規制方法に関する情報を提供するなど、路側駐車の問題を管理するために重要です。本研究では,路側駐車車両1台が交通操作に及ぼす影響を調べるためのプロトコルを設計した。手順は、1)機器の準備、2)データ収集場所の選択、3)調査時間の選択、4)データの収集、5)データ分析の実行、6)シミュレーションモデルの構築、7)シミュレーションモデルのキャリブレーション、8)感度分析の実行の手順に要約できます。これらの8つのステップのいずれかの要件が満たされない場合、プロセスは不完全であり、有効性を証明するには不十分です。
1.機器の準備
2.データ収集場所の選択(図1)
3. 調査時期の選定
4. データ収集(図3)
5.データ分析
注:データ収集を通じて、朝のピーク、正午の中間時間、夕方のピークを含む3時間のデータが取得されます。再生交通ビデオは、交通量と車両タイプを手動で校正するためにカメラによって提供されます。データ分析を行うための代表時間として、最もボリュームの多いグループデータ(この場合は朝のピークデータ)を選択します。
6. シミュレーションモデルの構築
注:微視的シミュレーションモデルは、交通シミュレーション用のシミュレーションソフトウェアによって確立されます。交通量、車速、車種構成などのデータ収集の結果は、交通シミュレーションの重要なパラメータであり、モデル構築の基礎を形成します。シミュレーションに必要なのは代表的なデータグループのみです。
7. シミュレーションモデルのキャリブレーション
注:この研究では、交通観測では朝のピークデータが最も多いことが示されましたが、シミュレーションモデルの信頼性を完全に示すために、3つのデータグループをシミュレーションのためにシミュレートしました。
(1)
(2)
シミュレーションモデルでシミュレートされた容量(veh/h)、
は調査の容量(veh/h)です。計算されたMAPEを 表2に示します。8.感度分析
注: 図7B は、感度分析プロセスを示しています。感度分析プロセスは、収集されたデータのパフォーマンスのみを反映しています(表3)。リアルタイムシナリオで交通量の異なる状況を理解するために、考えられるすべての交通量の組み合わせがシミュレーションモデルに入力され、すべての状況が路側駐車分析でカバーされるようにします(図8 および 表4)。
本稿では,道路脇の駐車が2方向2車線の都市道路の通過車両に与える影響を,交通データ収集とシミュレーションを通じて明らかにするプロトコルを提示する.調査地として道路を選択し(図1)、予定した沿道の場所に車両を駐車しました。レーダー、路側レーザー装置、カメラを適用して、車両の軌道、速度、体積、およびタイプ構成を収集し、路側駐車下での車両軌道と速度の変化を決定しました(図4-6)。道路の幾何学的特性とデータ収集結果に基づいて、微視的なシミュレーションモデルを構築しました(図7)。感度分析により、路側駐車が最大待ち行列長、遅延、排出量、およびさまざまな交通量での車両動作の他の指標に与える影響を決定しました(図8)。
図 1 に、データ収集の場所を示します。テスト道路は、中国陝西省西安市の2方向2車線道路でした。道路の幅員は10m、制限速度は60km/hで、道路分離帯はなく、道路脇の駐車の典型的な条件を表しています。双方向の交通は簡単に流れる可能性がありますが、駐車中の車両が存在する場合は大幅に遅くなります。
図4は、レーダと路側レーザー装置で計測されたデータに基づく路側駐車の影響下での軌跡を示す。図は、路傍に駐車した車両が通過車両の軌道に80mの長さで影響を与えたことを示しています。青は西レーダーデータ、オレンジは東レーダーデータを示します。真ん中の黒い線は点の集まりで、路側レーザー装置によって検出された通過車両の垂直位置によって形成される位置分布です。
西レーダーは軌道の変化を示しています。車両は、路傍の駐車バリアを見ると、駐車車両の40m上流から通常の位置からオフセットします。
路側レーザー装置は、通過するすべての車両の横方向の位置と速度を記録できます。横方向の位置は2.3mから4.9mの範囲であった(すなわち、 図4の中央の黒い線の下端と上端)。平均位置は3.3 mでした。ここでの位置とは、W−E方向に走行する車両の右側位置と、E−W方向に走行する車両の左側位置を意味する。
東レーダーについては、西レーダーと同様の傾向が観察されました。車両は試験車両を通過してから約40m後に通常の位置に戻った。
図4に見られるように、路側駐車車両が通過車両の軌道に与える影響の長さは80mであった。通過する車両は、駐車車両の中心から40mのところで通常の軌道から外れ始め、駐車車両の中心から40m後に通常の軌道に戻った(図4では正確な位置が2本の長い黒線でマークされており、2本の線の水平位置は60mと140mである)。駐車車両位置(すなわち、図4の座標[100,0]の位置)では、通過車両と駐車車両の外縁との間の平均距離は3.3mであった。駐車車両の幅を考慮すると、通過車両と駐車車両の内側端との間の平均距離は1.3mであった。通過車両と駐車車両の内側端との間の最小距離と最大距離は、通過車両の元の位置と運転条件によって決定されたそれぞれ0.3mと2.9mでした。縁石の近くを走行する車両は、駐車車両を通過するときに駐車車両から横方向の距離が大きくなく、同じ方向に走行する他の車両の影響により低速で近くを通過したことさえありました。通過する車両が同じ方向に走行する他の車両によって邪魔されなかった場合、移動幅はより寛大でした。つまり、通過車両と路側駐車車両との間の横幅は十分であった。もちろん、通過車両と駐車車両の間の横幅も運転行動に依存する。攻撃的なドライバーと比較して、安定したドライバーは、横方向の幅が大きい駐車中の車両を追い越す可能性が高くなります。
図5と図6は、路側駐車が通過車両の速度をアンダーカットし、駐車車両位置(つまり、中央の水平座標が[100,0]の位置)で通過車両の最低速度が観察されていることを示しています。図5にE-W方向の速度を示します。写真では交通量が右から左に動いており、180〜120mの範囲内で車速が徐々に低下していることを示しています。駐車位置を通過した後、速度は明らかな増加なしに徐々に均等に分散されました。
駐車車両位置直前のオレンジ色の区間は最高速度54.7km/hに達し、対向車よりも高速で通過した速度であった。最低速度は0 km / hで、これは駐車位置で発生しました。W-E方向の車両のオフセット値が高いほど、その車両はより多くの道路幅を占め、E-W方向の車両は待たなければならず、後者の車両の速度は0 km / hでした。
青いエリアでは、駐車位置を通過した後、車速は8〜35 km / hの範囲にとどまりました。道路環境のために、車がより高い上限速度に達することは困難だったでしょう。駐車位置から離れて運転したため、下限速度は8 km / hから20 km / hにわずかに増加しました。
図6は、W-E方向の速度を示しており、車両は写真の左から右に移動しています。W-E方向の速度変化はE-W方向の速度変化と同様であった。
駐車位置の前(すなわち、図の0〜100mの範囲内で)では、W−E方向の車速の上限と下限が20mの位置から徐々に狭くなった。0〜40 mの範囲では、上限は徐々に減少し、80 mの位置で最も低かった。上限速度の38.6km/h(20m地点)が29km/h(80m地点)に低下した。下限速度は9.4 km/h(10 m位置)から10.44 km/h(100 m位置)に引き上げられました。
駐車位置の前に制限速度が下がりました。観測中、W-E方向の車両が同じ側に駐車車両を見つけ、その前に車両がいない場合、または反対側の車両が遠くにある場合、W-E方向の車両は最初に加速してオフセットし、駐車車両を最初に追い越すのに適した位置を占める傾向がありました。この現象は、駐車位置の直前の速度上昇の理由です。
駐車位置を通過すると、速度範囲は8.2〜47.7 km / hでした。一部のドライバーは、駐車中の車両を通過するときに傷を避けるためにブレーキをかけたため、制限速度の下限が低下しました。引っかき傷は、両方向に来る車両が駐車場で出会うときに発生し、これらの場合、ドライバーは速度を落とすことで引っかき傷を回避しようとします。青いエリアと比較して、制限速度は9.1 km / h増加しました。これは、反対方向に来る車両がない場合、W-E方向の車両は、道路脇の駐車車両に傷がついていないことを確認した後、駐車位置によって加速し、ドライバーの通常の運転習慣と一致したためです。
オレンジ色のエリアでは、駐車位置を通過した後、7.5 km / hの下限速度が大幅に増加しました。これは、ほとんどの車両が駐車位置から10m離れた後、駐車位置の前の速度まで加速できることを示しています。
図8は、交通量の異なる車両の稼働状況を反映した9つの指標のシミュレーション結果を示しています。E-WおよびW-E方向の交通量は、最大キュー長(図8A)、車両数(図8B)、遅延(図8C)、停止数(図8D)、CO排出量(図8E)、NO排出量(図8F)、VOC排出量(図8G)、燃料消費量(図8H)、および移動時間(図8I)に影響を与えました。) を路傍の駐車データに揃えます。トラフィック量の増加は、すべての指標値の増加につながりますが、異なる指標値の影響度はさまざまです。さらに、路上駐車は、E-WおよびW-E方向の車両に同じ影響を与えません。
交通量の増加に伴い,最大待ち行列長,遅延,停車回数の3つの指標について,W-E方向の車両に対する路上駐車の影響度は,E-W方向の車両よりも有意に高かった。排出ガス関連の5つの指標、燃費、走行時間については、E-W方向とW-E方向の車両への影響度はほぼ同じであったが、W-E方向の車両ではわずかに大きかった。交通量がW-EおよびE-W方向に300〜350 veh / hに達した後、最大キュー長、遅延、および停止数の増加傾向が大幅に高くなり、 路側駐車が通過交通流の交通運用効率に及ぼす悪影響がより深刻になりました。排出ガス関連の5つの指標、燃料消費量、移動時間は、両方向の交通量の増加に伴って一様に変化しました。

図1:データ収集場所:西安の2方向2車線道路、Dian Zi Yi道路。 座標:108.932882,34.220774。(A)西安市の調査場所の概略図。(B) 赤い線はデータ収集セグメントを表します。赤線で交差する北道路は人が少ない歩行者専用道路であり、今回の調査には影響しない。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図2:24時間の混雑指数。 パネルのデータは、2021年8月24日の西安のリアルタイム混雑指数26からのものです。データは、朝のピークが07:00から09:00に発生し、夕方のピークが17:00から19:00に発生したことを示しています。深夜を除く谷は11:00から12:00まで発生しました。混雑指数は、午前8:00と午後18:00にそれぞれ2.25と2.66でした。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図3:ドローンが高さ150mで撮影した写真に示されているデータ収集スキーム。木の陰がすべての機器を覆っているので、カラフルなブロックが機器を表しています。路側駐車車両は中央にあり、2つのレーダーは駐車車両の100m上流と100m下流に配置されています。西レーダーと東レーダーはどちらも駐車中の車両に面しています。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図4:全体の軌跡。 テスト車両は、パネルの(100,0)の位置に駐車されています。青は西レーダーデータ、真ん中の黒線は路側レーザー装置データ、オレンジは東レーダーデータを表します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図5:東西の速度。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図6:西東の速度。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図7:シミュレーション誤差(MAPE)を計算し、感度解析を実行するためのフローチャート 。 (a)MAPEを計算するためのフローチャート。(B)感度解析のフローチャート。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。

図8:感度分析。 X 軸 = E-W トラフィック量、Y 軸 = W-E トラフィック量、Z 軸 = 評価指標値。(A) キューの最大長。(B)車両の数。(C) 遅延。(D)ストップの数。(E)CO排出量。(F)排出物なし。(G)VOC排出量。(H)燃料消費量。(I)移動時間。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
| アイテム | モーニング (07:00−08:00) | 中正午 (13:00−14:00) | 夕方 (17:00−18:00) | |||
| 方向 | W–E | E–W | W–E | E–W | W–E | E–W |
| 車(veh/h) | 306 | 374 | 167 | 148 | 351 | 228 |
| トラック(車両/高さ) | 1 | 3 | 1 | 0 | 4 | 0 |
| バス(車/時間) | 9 | 9 | 4 | 5 | 6 | 4 |
| 断言。速度(キロ/時) | 21.7 | 24.5 | 19.4 | 24.7 | 18.8 | 20.5 |
| 最高速度(キロ/時) | 47.7 | 54.7 | 55.8 | 56.2 | 44.6 | 45.0 |
| 最低速度(キロ/時) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
表1:調査で収集された車両情報。 最低速度0 km / hは、一部の車両が動きを停止していることを示します。
| アイテム | モーニング (07:00−08:00) | 中正午 (13:00−14:00) | イブニング (17:00─18:00) | |||
| 方向 | W–E | E–W | W–E | E–W | W–E | E–W |
| 投資能力(veh/h) | 316 | 386 | 172 | 153 | 361 | 232 |
| シミュレートされた容量(veh/h) | 306 | 360 | 174 | 150 | 354 | 216 |
| 個別マップ(%) | 3.2 | 6.7 | 1.2 | 2.0 | 1.9 | 6.9 |
| マップ(%) | 5.0 | 1.6 | 4.4 |
表2:シミュレーションモデルのキャリブレーション結果。 調査されたトラフィック量とシミュレートされた量の間のキャリブレーション結果を表に示します。MAPEは 式2を使用して計算され、シミュレートされた容量と実際の容量の間の誤差は、すべて小さい3つのデータグループで5.5%、1.6%、および4.4%です。総容量誤差が15%未満であるため、確立されたモデルの誤差は許容範囲内であり、シミュレーション精度は十分です29。
| アイテム | 朝 | 正午中 | 夕方 | |||
| (07:00−08:00) | (13:00−14:00) | (17:00─18:00) | ||||
| W–E | E–W | W–E | E–W | W–E | E–W | |
| キューの最大長(m) | 31.26 | 34.93 | 12.00 | 7.96 | 34.88 | 20.40 |
| 車両台数 | 306 | 360 | 168 | 150 | 348 | 216 |
| 遅延 | 6.47 | 6.58 | 3.10 | 1.74 | 6.68 | 4.64 |
| 停留所数(倍) | 0.28 | 0.52 | 0.05 | 0.11 | 0.24 | 0.42 |
| CO排出量(グラム) | 191.790 | 249.606 | 89.112 | 77.820 | 219.462 | 135.468 |
| 排出量なし(グラム) | 37.314 | 48.564 | 17.340 | 15.138 | 42.702 | 26.358 |
| VOC排出量(グラム) | 44.448 | 57.846 | 20.652 | 18.036 | 50.862 | 31.398 |
| 燃料消費量(ガロン) | 2.742 | 3.570 | 1.272 | 1.116 | 3.138 | 1.938 |
| 所要時間 | 35.46 | 29.12 | 31.92 | 24.56 | 35.73 | 27.25 |
表3:朝のピークデータ、昼中期データ、夕方のピークデータによるシミュレーション結果。 代表データとして、朝のピークデータ群が最もトラフィック量と指標値を持っています。正午のトラフィック データ グループでは、トラフィック量とインジケーターの値が最も低くなっています。
| アイテム | 価値 |
| E–W ボリューム (veh/h) | 150/200/250/300/350/400/450 |
| W–E ボリューム (veh/h) | 150/200/250/300/350/400 |
| 注:E〜Wトラフィック量は150〜450 veh / hの範囲で、50 veh / hの増加があります。W–Eトラフィック量は150〜400 veh / hの範囲で、50 veh / hの増加があります。 |
表 4: シミュレーションでの感度解析の入力パラメータ。
著者は開示するものは何もありません。
本研究では、都市道路における路上駐車の効果を分析した。プロセス全体は、トラフィックデータの収集、データ処理、運用シミュレーション、シミュレーションキャリブレーション、および感度分析で構成されています。
著者は、陝西省教育局が資金提供する科学研究プログラム(プログラム番号21JK0908)に感謝したいと思います。
| バッテリー | 深センSaiqiイノベーションテクノロジー株式会社 | LPB-568S | |
| レーダー用ケーブル | 北京AOZERTECH&;(株 | )ディベロップ | |
| ロードサイドレーザーデバイス用ケーブル | MicroSense | ||
| カメラ | ソニーグループ(株 | )HDR-CS680 | |
| カメラ三脚 | ソニーグループ(株 | ||
| ドローン | SZ DJIテクノロジー(株) | DA2SUE1 | |
| ノートパソコン | Dell | C2H2L82 | |
| レーダー | BEIJING AOZER TECH &開発有限公司 | CADS-0037 | |
| レーダー三脚 | BEIJING AOZER TECH &DEVELOPMENT CO.,LTD | ||
| 反射型三脚 | Beijing Shunan liandun Technology Co., Ltd | ||
| ロードサイドレーザーデバイス | MicroSense |