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題，降低事故的發(fā)生幾率。據(jù)此，國家應(yīng)高度重視交通運輸業(yè)，采用交通仿真技術(shù)，促使交通運輸業(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，對個體車輛并不單獨進(jìn)行標(biāo)識。相較其他行業(yè)，交通流對計算機資源沒有太多限制要求，但卻具備較快的仿真速度，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中占據(jù)十分重要的作用。當(dāng)前我國科學(xué)技術(shù)正處于不斷發(fā)展過程中，但目前的計算機水平完全可以大規(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)中引入單個車輛，標(biāo)識單個車輛的行駛速度、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，每個獨立的車輛均可以被看做研究對象，因此，微觀層面的交通仿真技術(shù)可以標(biāo)識個體車輛。在掃描每段交通道路時，微觀仿真系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)記錄車輛的速度與特性，有效模擬了交通流的波動情況。不同于宏觀與中觀仿真系統(tǒng)，微觀仿真系統(tǒng)對計算機資源的要求更高，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)有效提取交通運輸過程中的數(shù)據(jù)信息，并利用自身的儲存技術(shù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為固定格式，以留作儲備。由當(dāng)前交通運輸現(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，且其還可以實時顯示、評價交通實際情況，促使了交通流計算監(jiān)督工作的順利進(jìn)行。

2.2 做好預(yù)測分析

由大量的實踐可以看到，將歷史交通量、歷史數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢以及歷史數(shù)據(jù)相似性作為參照標(biāo)準(zhǔn)，可以在短時間內(nèi)預(yù)測交通事件的發(fā)生，且期間最為關(guān)鍵的便是交通黑點的分析工作。整個分析過程中，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)上提出針對性的解決措施。同時，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)還可以增強預(yù)測結(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)，針對性的制定解決措施。其次是配時的決策支持，收集分析交通流速數(shù)據(jù)，并利用配時算法針對性的解決路網(wǎng)的配時問題。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。

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)測了此道路段的交通需求、項目交通量、非項目交通量等信息，且針對交通問題提出了針對性的解決措施，指出了交通仿真技術(shù)的實際應(yīng)用效果。

3.1 預(yù)測交通需求

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

3.2 預(yù)測項目交通量

在仿真系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，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，此路段高峰時期將會產(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，在此基礎(chǔ)上，將預(yù)測項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2018年完成開發(fā)項目后，交通道路高峰期內(nèi)機動車的OD矩陣。

3.3 預(yù)測非項目交通量

過境交通與區(qū)內(nèi)出行交通均屬于非項目交通量預(yù)測的組成部分，在本次研究中主要預(yù)測交通小區(qū)間的出行交通量。工作人員對此段道路的交通流量進(jìn)行實地調(diào)查分析，并劃分虛擬小區(qū)，在反推OD矩陣時采用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)計道路高峰期的交通出行率，計算交通現(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，在未來非項目交通量的預(yù)測方面還采用了原單位法，得到了2018年不開發(fā)項目時交通小區(qū)間高峰機動車的OD矩陣。

3.4 交通問題改善措施

針對上述數(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，確保來往車輛分開運行。同時，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)用至城市交通信號的控制過程中，在城市交通研究過程中，人們往往會探討分析交通信號控制系統(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題，提高了交通信號的控制效果。

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間與車輛排隊時間，降低了路網(wǎng)飽和度，切實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，其提升了行人過馬路的幾率，影響了路段中公交車輛的出行情況，延長了部分車輛行程。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，在縮短車輛排隊時間、運行時間以及停車時間的基礎(chǔ)上，降低汽車尾氣的排放量，由根本上提高交通路網(wǎng)運輸效果，確保人們安全出行。

4 結(jié)語

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技術(shù)，促進(jìn)推廣使用，從而更好的解決交通運輸問題，為人們的生活帶來更多便利。

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