交通仿真技術(shù)在道路交通工程中的應(yīng)用研究

周祥

摘 要：近年來，交通事業(yè)發(fā)展的速度不及機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增長(zhǎng)速度，交通狀況日益惡化，而交通仿真技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)解決交通問題作出了貢獻(xiàn)。交通仿真技術(shù)是一種新興的交通技術(shù)，在城市道路的控制和管理工作中發(fā)揮著重要的作用，因此，以實(shí)際的應(yīng)用案例為基礎(chǔ)，對(duì)交通仿真技術(shù)在道路交通工程中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：交通仿真技術(shù)；道路交通工程；計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真；城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U491.123 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.128

交通仿真技術(shù)是一種新興的交通技術(shù)，在城市道路的控制和管理工作中發(fā)揮著重要的作用，可以更好地解決交通堵塞、降低事故的發(fā)生率等。同時(shí)，還為人們的出行提供了更多的選擇，保證了人們出行的安全。交通仿真技術(shù)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，因此，本文對(duì)其在道路中的實(shí)際應(yīng)用展開了分析，希望能夠更好地理解和把握這項(xiàng)技術(shù)，推廣和使用這項(xiàng)技術(shù)，從而解決交通問題，給人們的生活帶來便利，充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。

1 交通仿真技術(shù)概述

交通仿真是隨著計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的一門涉及多學(xué)科的綜合技術(shù)。它采用計(jì)算機(jī)數(shù)字模型來反映復(fù)雜的交通現(xiàn)象，對(duì)交通運(yùn)動(dòng)隨時(shí)間和空間的變化進(jìn)行跟蹤描述和分析，屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真范疇。交通仿真是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。

2 交通仿真技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

交通仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，也在不斷得到完善和創(chuàng)新，逐漸延伸到了更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域中，應(yīng)用到了城市交通管理的方方面面。因此，其在城市交通的管理與控制的實(shí)際工作中越來越備受關(guān)注，充分發(fā)揮了自身的實(shí)用性。該技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下2個(gè)：①城市道路交通規(guī)劃目標(biāo)的仿真。城市道路交通的規(guī)劃需要全方位、系統(tǒng)化的整合，涉及的內(nèi)容較為復(fù)雜，且這項(xiàng)工程能否在后續(xù)的建設(shè)中實(shí)現(xiàn)是最重要的問題之一。其目標(biāo)既要保證工程實(shí)現(xiàn)的可能性，又必須符合城市發(fā)展的要求。而城市交通仿真技術(shù)可以將這些抽象的規(guī)劃進(jìn)行仿真演示，為交通規(guī)劃提供客觀的設(shè)想。②城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀況的虛擬仿真。城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)是城市交通中的常見設(shè)施，因此，必須保證其正常運(yùn)行。仿真技術(shù)在城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用可檢測(cè)參數(shù)設(shè)置的合理性、路口交通需求的適應(yīng)性，可及時(shí)調(diào)整和控制交通信號(hào)的設(shè)置參數(shù)，避免因信號(hào)控制的失誤而造成交通狀況混亂，從而提高控制系統(tǒng)的科學(xué)性和運(yùn)行效率。

3 在道路交通工程中的應(yīng)用

本文針對(duì)交通仿真技術(shù)在道路交通工程中的應(yīng)用選取了某城市的道路為例，預(yù)測(cè)了該道路的交通需求、項(xiàng)目交通量、非項(xiàng)目交通量，并在此基礎(chǔ)上提出了改善交通的措施，分析了交通仿真技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果。

3.1 交通需求預(yù)測(cè)

交通需求預(yù)測(cè)是指對(duì)趨勢(shì)交通量、誘增交通量和轉(zhuǎn)移交通量進(jìn)行的判斷，是城市交通規(guī)劃的重要組成部分之一。

3.2 項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)

根據(jù)該市的綜合交通規(guī)劃文件中的居民出行方式結(jié)構(gòu)以及各種用地產(chǎn)生/吸引率統(tǒng)計(jì)分析等，以及該區(qū)域的建筑物吸引、發(fā)生的人流量的調(diào)查數(shù)據(jù)，推算出了2015年高峰期產(chǎn)生的交通量為530 pcu/h。其中，吸引量為270 pcu/h，產(chǎn)生量為260 pcu/h。在此基礎(chǔ)上，將預(yù)測(cè)的項(xiàng)目交通量疊加到了相應(yīng)的交通小區(qū)，并利用雙約束重力模型預(yù)測(cè)了2015年項(xiàng)目開發(fā)后，項(xiàng)目影響范圍內(nèi)的高峰期機(jī)動(dòng)車OD矩陣。

3.3 非項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)

非項(xiàng)目交通量預(yù)測(cè)主要包括2部分，即過境交通和區(qū)內(nèi)出行交通。本文主要預(yù)測(cè)的是交通小區(qū)間的出行交通。對(duì)路段的交通量進(jìn)行了調(diào)查，利用Trans CAD進(jìn)行了OD反推，并基于交通小區(qū)間的出行阻抗推算了種子OD矩陣。由于交通小區(qū)之間的出行阻抗越大，則出行量越小，所以，可以估計(jì)OD矩陣中各交通小區(qū)出行量占出行總量的比例，并以此作為種子OD矩陣中交通小區(qū)之間的出行量。參考該市的綜合交通規(guī)劃文件中高峰小時(shí)發(fā)生吸引率的統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算出了現(xiàn)狀的發(fā)生量和吸引量，對(duì)反推的OD矩陣進(jìn)行了精度校核，反復(fù)改變了種子OD，直至滿足精度要求為止，并相應(yīng)地標(biāo)定了參數(shù)。利用原單位法對(duì)未來年非項(xiàng)目交通量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，得到了2011年無項(xiàng)目開發(fā)時(shí)交通小區(qū)間的高峰小時(shí)機(jī)動(dòng)車OD矩陣。

3.4 改善措施

結(jié)合研究范圍內(nèi)的土地利用、路網(wǎng)規(guī)劃以及改善措施的適用性，提出了以下的2個(gè)改善方案：①實(shí)行單向交通。實(shí)行單向交通的路段為東西向的2條路，并對(duì)北西六路和西五路交叉口采取禁左行措施，南西六路的交叉口實(shí)行禁止右轉(zhuǎn)。②采取協(xié)調(diào)控制和限制措施的交通管理方式。在研究范圍內(nèi)，對(duì)人民路實(shí)行“綠波”協(xié)調(diào)控制，并對(duì)其他路口采取交叉口渠化措施，比如設(shè)置魚肚皮左轉(zhuǎn)車道、導(dǎo)流島、“停”和“讓”行規(guī)則等，完善標(biāo)志標(biāo)線，體現(xiàn)“路權(quán)分配”，從而提高交叉口的通行能力。

3.5 交通仿真結(jié)果分析

利用交通仿真技術(shù)，有效地改善了各路段的交通狀況，降低了路網(wǎng)的飽和度，縮短了各交叉口的停車和排隊(duì)時(shí)間，進(jìn)一步減少了汽車尾氣的排放，對(duì)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了一定的保護(hù)作用。

在上述第一種方案中，利用的是對(duì)單向交通流的組織與協(xié)調(diào)，將行駛車輛的流向變?yōu)閱我坏姆较颉＿@種方法的優(yōu)勢(shì)在于將現(xiàn)有的道路資源最大限度地調(diào)動(dòng)起來，促進(jìn)了道路交通潛力的挖掘，通過某一路段的控制實(shí)現(xiàn)了全路的順暢，并對(duì)周圍的路段交通流起到了均衡的作用；但其缺點(diǎn)是提高了行人穿行馬路的概率，并給該路段中的公交車出行帶來了不便，且延長(zhǎng)了部分車輛的行程。

上述第二種方案主要解決了交叉路口的交通問題，不僅縮短了交叉口的行程時(shí)間、停車時(shí)間和排隊(duì)時(shí)間，還降低了交通事故的發(fā)生率，減少了汽車尾氣的排放，突破了路網(wǎng)的“瓶頸”， 提高了通行能力。

4 結(jié)束語

綜上所述，交通仿真技術(shù)在交通管理方面發(fā)揮著良好的作用。因此，本文介紹了交通技術(shù)的概念，并選取了某城市的道路為例，預(yù)測(cè)了該道路的交通需求、項(xiàng)目交通量、非項(xiàng)目交通量，并在此基礎(chǔ)上提出了改善交通的措施，分析了交通仿真技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果，以期更好地應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，為人們的生活帶來便利。

參考文獻(xiàn)

[1]黃興華.交通仿真技術(shù)在“交通管理與控制”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（06）.

〔編輯：張思楠〕