提到交通拥堵，大家一定都感到头疼。它让我们的出行变得不便，心情变得焦虑。同时它减缓了物流，加剧了空气污染。理解和治理交通拥堵是许多人的梦想，政府、企业、研究机构都在用各自的方法为着这个梦想而努力。作为我们研究可视化的人来说，我们是否也可以为理解和治理交通拥堵尽一份力呢？在我们最新的工作中，我们将可视分析方法运用于交通拥堵分析，得到了不错的结果。相应的论文[1]已经被IEEE VAST 2013所接收。
图1 交通拥堵可视分析系统的界面
交通拥堵是一个复杂问题。它本身会随着路段和时间的不同而变化，并会沿着路网传播。我们工作的重点在于帮助人们探索和理解这些复杂因素。我们利用北京市24天28,519辆出租车的GPS轨迹数据，计算了每一条道路的交通速度，并提取了拥堵事件。为了表示每条道路不同时刻的交通状况，我们设计了类似表格的视觉形式，如图2。其中24行表示24天，144列表示一天的144个10分钟。每个单元格表示某一天的某个10分钟时间段，其颜色表示道路上交通流的平均速度。大的单元格表示此时道路拥堵。这样，用户可以观察不同道路的速度模式。大部分道路都会在工作日的早晚高峰和下午拥堵，如图2(a)北三环中路主路马甸桥段；有些道路会受到周围单位的影响，比如图2(b)北四环西路辅路中关村段，它临近中关村一小和三小，因为家长接送孩子上学放学，拥堵时间为工作日的早上7点半前和下午4点半后的一段时间；同一条道路的相反方向拥堵时间可能差别很大，比如莲花池东路主路北京西站段，入城方向（图2(c)）早高峰拥堵，出城方向（图2(d)）晚高峰拥堵。除了展示单条道路的交通状况，在地图上，我们也用道路的颜色表示每条道路每天的平均堵车时间，其中红色的道路堵车频繁。
图2 不同道路具有不同的拥堵模式。
进一步，我们研究了拥堵在道路上的传播关系，包括拥堵的传播路径（如图3左边黑色的箭头所示），以及拥堵从一条路传播到另一条路的延迟时间（如图3黑色的矩形框所示）。图3中的这次拥堵发生在2009/03/21的健翔桥，它有两个起点D和H，三个终点F，G和L。拥堵的传播从下午14:10开始，到当天晚上18:40结束，共持续4小时30分。
图3 北京市健翔桥附近的一次拥堵传播
最后我们还研究了同一区域不同时间拥堵传播模式的变化。图4展示了北京市万泉河桥24天上午拥堵传播的变化。我们可以看到，万泉河桥主要在工作日拥堵，而在周末则很少拥堵。另外，每天的拥堵模式都有细微的不同，可以进行进一步分析。
图4 北京市万泉河桥24天上午拥堵传播模式的变化
以上是我们论文的部分结果，如果您想了解更详细的内容，请参见论文或者它的介绍视频。您也可以访问我们的网站。
[1] Zuchao Wang, Min Lu, Xiaoru Yuan, Junping Zhang, and Huub van de Wetering. Visual Traffic Jam Analysis based on Trajectory Data. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (VAST’13), 19(12): 2159-2168, 2013.
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