丘建栋:TransModeler在中观仿真模型的应用
2013-08-30 15:50:52   来源:Tranbbs.com    评论:0 点击:

Tranbbs记者现场报道8月26日,2013交通规划与仿真技术大会暨Caliper中国用户大会在北京新世纪日航饭店会议中心召开,本次会议由北京数字空间科技有限公司、美国Caliper公司联合举办,国内外交通规划、交通工程、交通管理、地理信息等领域专家学者齐聚会议现场,共同探讨交通发展、交通拥堵等问题。深圳城市交通规划设计研究中心丘建栋与会发表了《TransModeler在中观仿真模型的应用》主题演讲。

丘建栋:谢谢杨博士。各位专家,大家好!现在我的心情就是跟昨天张建博士的心情有点相似,很高兴Caliper中国用户大会召开了,从03年到13年,我一共不间断的用Caliper系列的软件用了快十年了,以至于经常用,我老婆看到我界面的时候就说,你装了TransCAD软件,有一次她看到我又在用了,她说你又在用TransCAD了,我说这不是TransCAD,这是它的妹妹TransModeler,开个玩笑。

交流的主题是TransModeler的中观模型的应用,打算以深圳市为例,面向精细化的规划设计,这个项目作者也是得到了杨齐博士的大力支持,还有上海所黄波帮我解决很多问题,里面有一些观点不一定准确,各位专家可以提出批评意见。

我们这个课题的背景,不知道各位做模型做的比较多的有没有这样的体会,现在我们做模型的越来越难了,一方面我们宏观模型的一些规划越来越少,相比逐渐的规划精细化,以前战略模型,有预测时间比较长,校准比较难,但精细化是要落地的,业主就实实在在可以看到一个实际的效果。另一方面随着我们甲方业务水平逐渐提高,他们对成果的要求越来越高。比如我们中心最近接了几个项目,从配置层面的要求现在要求从停车场延误的评估,路边停车位有多大影响,以前我们说停车要有影响,要加大执法就完了,现在说他要多大的评估要分析出来,要量化的评估。同时在一些详细规划设计里面,他也要很多方案的比选,方案比选的时候要说服他用哪个方案最好,我们必须用量化的评估。

在这个片区层面的研究,我们大家公认,中观模型是一个比较好的工具。因为跟宏观模型相比,我们可以一些比较细致的分析研究,比如说交叉口饱和度以及里面限量控制。同时与微观模型相比,中观模型建模工作量会小一些,速度会快,这是比较公认的方法。但是中观模型现在有很多常用的方法,满足我们现在工作的要求,我们接下来会大概分析一下。

总的报告主要分这么几个方面,首先我们看目前面对的一个精细化设计需求和常用的实现手段,第二部分讲我们提出了一个比较全新的中观模型的架构,第三、第四部分讲我们深圳的实践以及我们基于TransModeler的平台开发了一个交通影响评价的管理平台,最后讲一下设想。

首先我们看精细化的一个片区的要求,精细化设计现在逐渐成为热点的话题,包括我们现在说的交通组织、交通渠化以及我们公交车站,现在讲的比较多的公交车站的位置,比如路边停车的影响等等,这些评估有很多量化的指标是要做的。比如有宏观的指标,有微观的指标,有中观的指标,所以我们归总起来,大概分这么几大类,实现手段有静态分配的一些手段来实现,一些道路选址,还有一些服务规模,是从宏观上应该考虑。同时也有一些微观的,比如交通组织、线段优化以及一些出入口的布置,这是微观层面的一些考虑。因此我们发现很难通过一种模型软件来实现所有的功能,在片区层面有一个非常重要的交通影响评价,现在从国家层面已经立法了,然后我们也好好研究了一下交通影响评价的技术标准,从标准里面看很多指标是非常难计算的,尤其交通影响评价我们经费就不多,一个项目可能就几十万、十几万甚至就几万块钱,要去建模,要分析很多指标算起来非常痛苦。

我们要做一些比较精细化的设计,要用很多软件倒来倒去的,比如宏观上用宏观的软件,微观的交叉口的评价我们用一些微观软件,很多软件倒来倒来非常辛苦。因此我们考虑要建立一种新的架构能解决所有的问题,首先我们看已有的中观模型大概是一个什么样的样子,宏观模型和微观模型逐渐往中间靠,我们也经过了很多的调研,就发现TransCAD软件逐渐做的越来越细,会考虑交叉口的延误,逐渐往中观模型这边靠。微观模型也是同样,它也是会仿真范围逐渐加大,提高它的速度。但是中观模型怎么样一个理论框架,我们也看了很多学术文章,没有一个非常统一的说法。比如在静态分配简单来说可以分两个分支,我们总结起来,基于静态分配的规划模型这个中观模型分支大概包括三层,SATURN、TransCAD等一系列软件,另外基于仿真的也有中观模型,有这么一个应用,包括TransModeler他们也有一些相应的应用。但是我们发现既有的中观模型围绕从片区精细化交通设计来看很难满足所有指标评估的一个需求,从规划模型来看,很多就是对宏观模型进行细化,他本质上还是一个宏观模型。从仿真模型来看,我们就说它很多没有考虑到用地更多宏观层次上的需求,所以它还是一个较大范围的微观模型。因此结合项目的需求,我们就构建了一个比较灵活的中观模型的技术方法,有两个融合,第一个融合就是左边考虑类似宏观模型,但是做了一个比较微观的宏观模型。交叉口和分时段控制的一个片区的宏观模型。在右边是基于车队的一个中观仿真,车流仿真,但是我们局部可以做一些微观仿真。

这个架构总的来说,第一个融合就是静态和动态的仿真结合,实现一个精度和效率的平衡。跟宏观模型相比,我们考虑交叉口的细化,可以提高交叉口的仿真,可以把精细度提高。在微观模型就是用车队代替每个个体的一个车辆的仿真,提高效率,在局部的时候我们可以考虑一些微观,形成一个混合仿真。

刚才说第二个整体上是一个车队模型,中观模型,局部要分析的时候就考虑把它单独改变属性,可以变成一个微观仿真,两者结合。总的说来,我们中观模型有这么四个特点,第一个特点是融合交叉口转向延误的一个静态分配,满足我们成熟地区交叉口宏观指标的一个计算。第二是考虑分时段的动态交通分配,就是我们可以从更短时间的,可以用监控的概念去评估事实的一个最大的承载能力,第三的特点是用车队来替代个体宏观交通仿真,可以提高更大范围的一个仿真的效率,最后我们要考虑局部一个比较细致的模拟,对交叉口或者一些路段进行细化,提高精细化的分析精度。然后我们也对比了很多软件,后来觉得TransModeler基本上可以满足我们的要求,但是同时我们也需要进行二次开发,才能实现我们所有的一些功能。

下面我们也总结了一套为了指导我们中观模型的一个大范围的,我们总结了一套方法,就是从数据收集,我们分区交通模型要怎么分,还有路网编辑要做什么样的深度,还有需求矩阵怎么获得,以及我们最后车流模拟要做多少精度,我们定了这么一个标准。这个我们简单的过一下,我们数据采集有很多的调查方式,还有一些格式的要求,以及我们交通划分小区,我们考虑做的比较细,要跟交通影响评价相结合的话,要分到每个地块,尤其要模拟地块的出入口,什么样的出入口我们编辑进去,尽量做到微观的层次。同样路网也一样,车道、界面段这些东西全部把它及进去,还有交通一些控制、一些限行以及一些标志、信号灯。OD我们也是继承宏观模型,结合我们流量的调查做OD的反推,得到我们现状的OD,未来土地利用规划和宏观模型相结合。车流仿真,我们校核这块分两个部分,一个是静态校核,主要是车流,流量和饱和度,然后微观那个层次包括延误,车速的校核,以及对成果提出要求。

第三个讲我们深圳的实践,我们为了支持精细化交通设计和交通影响评价工作,深圳已经决定要建设覆盖全市域的一个中观交通模型。因为中观模型工作量非常巨大,涉及到很多小区,很多路网,初步制定了这么一个分区的推进计划,我们13年现在还在做的就是两个试点片区,14年有八个片区,争取到16年覆盖全市一共34个中观模型的一个片区。每个片区分区大概有三百多个交通小区,每个范围大概20到25平方公里。重点讲一下我们校核,模型建立的时候包括两个方面,一个是我们的静态模拟的校核,主要是流量方面的校核,在动态仿真这边的校核主要考虑车速,深圳也建立了交通运行指数,采集了很多车速,跟我们这边仿真出来的速度进行一个模拟的校核。

最后讲交通影响评价,我们建了交通仿真模型,最终要能用起来,当时我们立这个项目的最大背景,由于现在深圳交通运输部要审核交通影响评价,由于交评项目经费又比较少,很难有一些技术单位来实实在在建立一个模型,因此政府决定来主导建立这么一个模型,来支撑交通影响评价的一个编制和审批的工作。因为我们交通影响评价比较敏感,涉及到政府、开发商还有社会公众很多方的利益,因此要保障评估方法科学,还有评估方法要客观,因为现在有些地区我们也看到,交评已经流于形式了,可有可无。其中有个非常重要的原因就是缺乏一个统一的可信的技术方法,所以导致这么一个局面。所以深圳市计划依托中观模型,建立一个统一的评估平台,就是规范我们所有交评工作的一个工作流程,用统一的数据基础,统一的工作方法,统一的输出格式,来审批我们交评的工作。因为中观模型比较复杂,建起来可能很多人不能用,所以我们也结合客户的一个诉求,我们开发了一个基于TransModeler交评的一个管理平台。目的有三个方面,就是把模型封装起来,形成一个统一的交评平台。第二就是标准化的输出文件,便于政府来审批管理,第三是实现整个流程规范化,提高工作效率。几大功能,首先用户输入,然后模型计算,最后输出结果。

界面简单介绍一下,用户输入的时候有基本的信息,包括开发量,建筑地块的位置,评价的年限,在没有项目的时候进行一个交通评价,在项目加进来以后再进行一个交通影响评价,最后输出一些评估结果还有对比的一个结果。举个例子,在中观模型范围内有这么一个项目,然后我们通过编辑一些影响范围,然后把这个项目地块划进去,通过输入一些基本的信息,然后就可以进行中观模型的运算,可以得到流量的饱和度。在有项目的情况下,同样也做这样的工作,如果有必要的话,我们会设置一些默认的参数,如果有需要的话可以更改一些参数。总体有一个评估的结果,包括有项目加入的时候,无项目加入的时候,还有一些相关的报表,可以作为审批的一个附件。同时我们仿真层次也一样,因为仿真有时候比较直观的看一些实际的效果,我们录像没有拿过来。但是最终的结果还是要在报表里面体现出来各种指标。

另外一个功能就是在这个平台以外,现在开发了一个线上的上报系统,就相当于我们评估要申报一个审批的时候,我们在一个互联网上先把这个基本的信息输进去,不需要在交评平台里面录了,就可以直接通过那个数据对接到我们这边过来,就快一些,规范化整个流程工作。

下一步设想,解决我们面临的一些问题,中观模型这是一个很重要的东西,但是建模的工作量很大,成本也高,甚至会比宏观模型建起来成本还高,我们大规模覆盖建设的时候要考虑一个经费的问题,怎么支撑,怎么游说政府来建这个中观模型。

第二个我们面向精细化的中观模型,也期望有更专业的一个模型软件,或者TransModeler进一步升级,可以直接满足我们所有精细化里面评估的一个要求。

第三个也是我们模型里面遇到的一些问题,我们混合交通仿真技术也有一些难点,包括我们混合编辑一些过度怎么过度,里面一些容错的技术,我们现在尝试在解决。谢谢各位!

责任编辑:佚名

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