范 春 香

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西 太原 030012)

0 引言

交通仿真屬于新興的交通技術(shù)，在道路交通工程建設(shè)期間占據(jù)十分重要的作用，可以更好的解決交通堵塞問(wèn)題，降低事故的發(fā)生幾率。據(jù)此，國(guó)家應(yīng)高度重視交通運(yùn)輸業(yè)，采用交通仿真技術(shù)，促使交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展。

1 交通仿真分類及功能

1.1 宏觀層面交通仿真

交通系統(tǒng)較為復(fù)雜，且其屬于連續(xù)流而非支流，對(duì)個(gè)體車輛并不單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。相較其他行業(yè)，交通流對(duì)計(jì)算機(jī)資源沒(méi)有太多限制要求，但卻具備較快的仿真速度，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中占據(jù)十分重要的作用。當(dāng)前我國(guó)科學(xué)技術(shù)正處于不斷發(fā)展過(guò)程中，但目前的計(jì)算機(jī)水平完全可以大規(guī)模采用交通宏觀仿真技術(shù)，且宏觀技術(shù)更多注重交通密度與速度，因此其精確度較低，應(yīng)用范圍較小。

1.2 中觀層面交通仿真

中觀層面的交通仿真主要在宏觀仿真的基礎(chǔ)上，在宏觀交通系統(tǒng)中引入單個(gè)車輛，標(biāo)識(shí)單個(gè)車輛的行駛速度、屬性以及具體位置等。中觀交通仿真技術(shù)具備更為廣泛的應(yīng)用范圍，且可以有效控制交通流。

1.3 微觀層面交通仿真

在交通信息流中，每個(gè)獨(dú)立的車輛均可以被看做研究對(duì)象，因此，微觀層面的交通仿真技術(shù)可以標(biāo)識(shí)個(gè)體車輛。在掃描每段交通道路時(shí)，微觀仿真系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)記錄車輛的速度與特性，有效模擬了交通流的波動(dòng)情況。不同于宏觀與中觀仿真系統(tǒng)，微觀仿真系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)資源的要求更高，且其仿真速度更慢，可以研究小部分道路設(shè)施，并準(zhǔn)確測(cè)量每輛車的速度、位置等參數(shù)信息。

2 交通仿真系統(tǒng)的工作程序

2.1 提取儲(chǔ)存交通數(shù)據(jù)信息

交通仿真系統(tǒng)可以利用自身的數(shù)據(jù)提取技術(shù)有效提取交通運(yùn)輸過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息，并利用自身的儲(chǔ)存技術(shù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為固定格式，以留作儲(chǔ)備。由當(dāng)前交通運(yùn)輸現(xiàn)狀可以看出，此種系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用至各大城市的交通樞紐系統(tǒng)中，且其還可以實(shí)時(shí)顯示、評(píng)價(jià)交通實(shí)際情況，促使了交通流計(jì)算監(jiān)督工作的順利進(jìn)行。

2.2 做好預(yù)測(cè)分析

由大量的實(shí)踐可以看到，將歷史交通量、歷史數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)以及歷史數(shù)據(jù)相似性作為參照標(biāo)準(zhǔn)，可以在短時(shí)間內(nèi)預(yù)測(cè)交通事件的發(fā)生，且期間最為關(guān)鍵的便是交通黑點(diǎn)的分析工作。整個(gè)分析過(guò)程中，工作人員主要以交通事故數(shù)據(jù)與擁堵數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，制作類比分布圖，在分析其發(fā)生原因的基礎(chǔ)上提出針對(duì)性的解決措施。同時(shí)，仿真系統(tǒng)還可以建立三維的城市環(huán)境，并引入了多種多媒體技術(shù)，3D化了交通路網(wǎng)與車輛。除此之外，使用交通仿真系統(tǒng)還可以增強(qiáng)預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與仿真效果的逼真性，而這也增大了工作量，需要投入更多的時(shí)間。

2.3 制定相應(yīng)的決策支持

在仿真系統(tǒng)制定決策支持時(shí)應(yīng)做好以下三方面工作，首先是交通渠化的決策支持，分析系統(tǒng)收集的路段交通數(shù)據(jù)，針對(duì)性的制定解決措施。其次是配時(shí)的決策支持，收集分析交通流速數(shù)據(jù)，并利用配時(shí)算法針對(duì)性的解決路網(wǎng)的配時(shí)問(wèn)題。最后是交通規(guī)劃的決策支持，系統(tǒng)需要大范圍的收集路段的交通流量數(shù)據(jù)，并在利用交通配置理論的基礎(chǔ)上全面分析支持決策。在此過(guò)程中，系統(tǒng)可以在遵循交通規(guī)劃理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合路網(wǎng)信息，直接顯示交通結(jié)果，并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。

3 交通仿真技術(shù)在道路交通工程中的應(yīng)用

本文以某城市的道路為例，分析了交通仿真技術(shù)的具體應(yīng)用，預(yù)測(cè)了此道路段的交通需求、項(xiàng)目交通量、非項(xiàng)目交通量等信息，且針對(duì)交通問(wèn)題提出了針對(duì)性的解決措施，指出了交通仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。

3.1 預(yù)測(cè)交通需求

交通需求預(yù)測(cè)屬于城市交通規(guī)劃過(guò)程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，主要判斷道路的趨勢(shì)交通量、轉(zhuǎn)移交通量以及誘增交通量等項(xiàng)目。

3.2 預(yù)測(cè)項(xiàng)目交通量

在仿真系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，主要以某城市的綜合交通規(guī)劃文件為基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)分析了居民的出行方式及各種用地產(chǎn)生率與吸引率，調(diào)查了區(qū)域范圍建筑物吸引及發(fā)生的人流量數(shù)據(jù)，認(rèn)為在2018年，此路段高峰時(shí)期將會(huì)產(chǎn)生530 pcu/h的交通量，其中吸引量為270 pcu/h，產(chǎn)生量為260 pcu/h。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，將預(yù)測(cè)項(xiàng)目交通量疊加至交通小區(qū)，利用彈性系數(shù)法與約束重力模型，預(yù)測(cè)2018年完成開(kāi)發(fā)項(xiàng)目后，交通道路高峰期內(nèi)機(jī)動(dòng)車的OD矩陣。

3.3 預(yù)測(cè)非項(xiàng)目交通量

過(guò)境交通與區(qū)內(nèi)出行交通均屬于非項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)的組成部分，在本次研究中主要預(yù)測(cè)交通小區(qū)間的出行交通量。工作人員對(duì)此段道路的交通流量進(jìn)行實(shí)地調(diào)查分析，并劃分虛擬小區(qū)，在反推OD矩陣時(shí)采用Trans CAD方法，推算種子OD矩陣，得出各小區(qū)間的OD交通量，且交通區(qū)間內(nèi)的阻抗越大，代表出行量越低。同時(shí)在結(jié)合此城市綜合交通規(guī)劃政策文件的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)道路高峰期的交通出行率，計(jì)算交通現(xiàn)狀的發(fā)生量與吸引量，在校準(zhǔn)種子OD矩陣時(shí)采用反推OD矩陣方法，確定相關(guān)的交通數(shù)據(jù)參數(shù)。除此之外，在未來(lái)非項(xiàng)目交通量的預(yù)測(cè)方面還采用了原單位法，得到了2018年不開(kāi)發(fā)項(xiàng)目時(shí)交通小區(qū)間高峰機(jī)動(dòng)車的OD矩陣。

3.4 交通問(wèn)題改善措施

針對(duì)上述數(shù)據(jù)分析，在結(jié)合城市土地利用情況以及路網(wǎng)規(guī)劃現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了以下三種改善措施。首先是采用單向交通，利用東西分路的方法將需要采用單向交通的路段分為兩條路，確保來(lái)往車輛分開(kāi)運(yùn)行。同時(shí)，在此公路的北西交叉口處設(shè)置禁左行駛標(biāo)志，南西交叉口處設(shè)置禁右轉(zhuǎn)標(biāo)志。其次應(yīng)采用協(xié)調(diào)限制方法，在所管理的范圍內(nèi)，協(xié)調(diào)控制道路的綠波帶，并設(shè)置渠化路口。比如可以將左轉(zhuǎn)車道設(shè)置為魚(yú)肚皮模式，并在兩條道路的交叉口設(shè)置導(dǎo)流島，在遵照路權(quán)分配原則的基礎(chǔ)上提高道路交叉口的交通水準(zhǔn)。最后應(yīng)將交通仿真技術(shù)應(yīng)用至城市交通信號(hào)的控制過(guò)程中，在城市交通研究過(guò)程中，人們往往會(huì)探討分析交通信號(hào)控制系統(tǒng)中參數(shù)設(shè)置的合理性及道路交通需求的合理性，但實(shí)際工作中卻很難獲得這些數(shù)據(jù)信息。而采用交通仿真系統(tǒng)可以有效模擬道路運(yùn)行情況，并不斷提升系統(tǒng)的設(shè)置參數(shù)，有效避免了不確定性因素導(dǎo)致的道路交通偏差問(wèn)題，提高了交通信號(hào)的控制效果。

3.5 交通仿真結(jié)果

在此城市道路交通工程中采用交通仿真技術(shù)明顯改善了各路段的交通情況，縮短了交叉口處人們的等待時(shí)間與車輛排隊(duì)時(shí)間，降低了路網(wǎng)飽和度，切實(shí)減少了汽車尾氣的排放量，有效保護(hù)了環(huán)境。根據(jù)上述改善方案可以看出，在組織協(xié)調(diào)單向交通流方面，主要將行駛車輛流轉(zhuǎn)變?yōu)閱我环较?，此種方法可以最大程度的調(diào)動(dòng)現(xiàn)有的道路資源，充分挖掘了道路交通潛力。且控制某段道路還可以實(shí)現(xiàn)全路段的通暢性，有效均衡了周圍路段的交通流。但此種方法也存在一定缺陷，其提升了行人過(guò)馬路的幾率，影響了路段中公交車輛的出行情況，延長(zhǎng)了部分車輛行程。除此之外，為了有效降低交叉路口交通事故問(wèn)題的發(fā)生幾率，還應(yīng)采用協(xié)調(diào)控制與限制方案，在縮短車輛排隊(duì)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間以及停車時(shí)間的基礎(chǔ)上，降低汽車尾氣的排放量，由根本上提高交通路網(wǎng)運(yùn)輸效果，確保人們安全出行。

4 結(jié)語(yǔ)

作為新興的交通技術(shù)，交通仿真技術(shù)在城市道路管理過(guò)程中占據(jù)著十分重要的位置，為人們的出行提供了更多選擇，提高了人們出行的安全性。文章全面分析了交通仿真技術(shù)在道路交通工程的具體應(yīng)用，以期更好的把握此項(xiàng)技術(shù)，促進(jìn)推廣使用，從而更好的解決交通運(yùn)輸問(wèn)題，為人們的生活帶來(lái)更多便利。

[1] 岳小泉,朱志敏.交通仿真在交通工程專業(yè)基本技能綜合考核中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì),2016(8):23-24.

[2] 潘松濤.交通仿真技術(shù)在道路交通工程中的實(shí)踐探究[J].黑龍江科技信息,2015(5):12-14.

[3] 張國(guó)伍.動(dòng)態(tài)交通仿真理論應(yīng)用與發(fā)展——“交通7+1論壇”第三十四次會(huì)議紀(jì)實(shí)[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2014(4)：26-27.

[4] 奇格奇,吳建平,杜怡曼,等.基于交通仿真的老城區(qū)交通微循環(huán)方案設(shè)計(jì)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2014(10)：109-110.