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：

　　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

　　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。