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面向精细化交通设计的中观交通模型研究与实践
2013-10-14 14:25:06   来源:Tranbbs.com       评论:0 点击:

  2 中观交通模型理论与方法

  2.1 理论架构

  2.1.1 总体架构

  针对精细化交通设计的特点,目前工作中往往会建宏观和微观两套独立模型系统,分别进行指标的计算,但在实际应用中工作量过大、数据无法衔接、操作突显不足。因此需要重新构建中观交通模型理论与方法,提出灵活中观交通模型的新方法,该技术方法以精细化的片区综合改善,交通影响评价,道路公交详细规划等业务需求为出发点,设计运用一套模型体系,高效灵活地实现所有精细化指标的评估计算,其总体理论架构如图2所示:

  图2 中观交通模型总体架构

  1.1.1 融入交叉口转向延误的静态交通分配,满足成熟地区交叉口宏观指标计算

  成熟地区的精细化交通设计,交叉口占主要地位;而交叉口也是影响交通延误的首要因素。通过模拟细化路口交通组织控制,突出了对道路网节点交通延误对道路交通流分配的影响。引入HCM延误计算方法,重点细化交叉口分析处理,设计转向车道组、饱和流率及信号配时,模拟交叉口控制延误,精度比普通宏观模型提高2倍以上。同时,宏观模型更容易实现OD需求矩阵的调整与校核。

  1.1.2 分时段控制的动态交通分配,更为真实地评估设施的最大承载能力

  考虑到常规的静态交通分配以1小时为分析时段,无法模拟真实的交通流相互影响、反馈与传递的影响,在评估设施容量时,模型结果与实际结果拟合不佳。因此,本灵活中观交通模型,以面向精细化设计为导向,把需求矩阵,按交通生成规律,每份5分钟,先后动态分配到路网中,从而得到路网负荷最为严重的尖峰时刻,以此来评估设施的最大承载能力。

  1.1.3 用车队组合代替个体车辆的中观交通仿真,显著提高仿真效率

  传统交通仿真,往往以车辆个体作为仿真单元,描述车辆加减速、换车道等详尽信息[8],而在片区级交通仿真中,若全路网进行车辆个体仿真,效率将显著降低。因此,将若干相邻车辆构成的队列为单元,描述车队在路段和节点的集体行进和转向行为,而对车队内部车辆关系可以简单的方式近似描述。这样的做法,将大幅度提高交通仿真效率。

  见图3,给定一个预先定义的阈值——dstandard被用来控制车队的合并或分离,当dij

  图3 车队合并与分离的阈值条件

  1.1.4 考虑局部细致模拟的混合仿真,提高精细化交通设计分析精度

  上节由于用车队组合代替个体车辆进行交通仿真,车队在交叉口进行分离时,对于信号交叉口配时模拟和延误计算将误差较大。因此对于一个或多个交叉口信号配时设计时,应局部引入个体车辆的跟驰理论,以真实地描述车辆的实际运行,从而形成整体中观交通仿真,局部微观交通仿真于一体的混合交通模型,从而更为精确地分析局部微观范围内各种方法对于路网、交叉口的改善效果。

  1.1 技术实现方法

  1.1.1 交通小区划分原则

  交通小区以地块为单元划分,考虑建筑出入口布设特点,一般以相同出入口地块划分为一个小区。对小区地块出入口的模拟,必须反映实际的进出限制,如右进右入或允许左转等,见图4和图5。

  1.1.1 路网与交叉口编辑方法

  路网模拟——需要考虑道路车道数、线形、转弯半径、坡度等。路段中加入区间段概念, 同一路段可设不同区间渐变段或延展段等详细设计,以提高模型评估精度,见图6和图7。

  1.1.1 交通管理设置原则

  交通管理主要包括:

  (1) 路口交通管理:信号控制,让路控制,见图8;

  (2) 车道使用管理:公交专用道,占道停车;

  (3) 交通组织管理:货运禁行、路段限速。

  1.1.1 需求矩阵获得与校核方法

  需求矩阵主要包括现状矩阵、规划年矩阵和其它年份矩阵,矩阵获得方法如下:

  (1) 现状矩阵:继承上层次宏观模型需求,根据小区细化为中观需求矩阵和多时段矩阵;

  (2) 规划矩阵:按照土地利用规划,预测交通需求变化,结合宏观模型得到未来矩阵;

  (3) 其它年份矩阵:通过现状年和规划年需求矩阵的插值法得到。

  1.1.2 静态与动态交通分配方法

  (1)静态分配方法

  传统的宏观模型静态分配方法采用简化或者忽略交叉路口的分配。事实上,在成熟地区的交通网络流量分配与交叉口及信号配时有紧密的联系。因此,除了常规静态分配需要准备的路网和OD文件之外,还应加入交叉口转向及饱和流率表、优先控制设定表、信号控制相位表等。延误采用“基于流量的转向延误”,其中信号交叉口延误采用HCM2000[9]中提出的uniform或incremental模型;无控制交叉口同样采用HCM2000的临界间隙函数来计算其延误。分配方法采用随机用户平衡(SUE)分配方法,即所有使用路径不必有相同广义成本,这更加接近成熟地区的实际情况。

责任编辑:吕圣霞

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[专栏文章:9 篇]人物简介
    丘建栋,男,广东揭西人,研究生,就职于深圳市城市交通规划设计研究中心,交通模型组负责人,曾在沙特、迪拜、澳大利亚等地从事交通模型、智能交通技术及GIS开发,主持多项省部级智能交通相关科技项目,获得多项软件著作权和发明专利。