道路交通工程仿真技术应用研究范文

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摘要：分别从宏观、中观、微观三个层面介绍了交通仿真分类及功能，然后介绍了交通仿真系统工作的程序，包括提取并存储交通数据，相关预测分析，制定相关决策等内容，最后分析了交通仿真技术的实际应用情况，主要内容有交通需求预测，项目交通量预测，非项目交通量预测，改善措施，交通仿真结果分析等。

关键词：交通仿真；交通；数据

引言

在道路交通工程建设中，交通仿真技术已经大范围地投入使用，使其完成率得到保障。因为此技术可以完美地解决交通拥堵现象，从而减少交通安全事故的发生率。所以相关单位应将交通仿真技术及时投入使用，从而为交通运输业的快速发展提供一定的技术保障。

1交通仿真分类及功能

1.1宏观层面

交通仿真系统相对繁杂，因其运用方式属于连续流，所以标识工作较为笼统，虽不像其他行业一样对计算机资源有着十分高的要求，但仿真速度必须足够快，从而满足交通流的基础建设条件。现如今，虽然我国的科技水平还在发展阶段，但这并不影响交通宏观仿真技术的投入使用，其工作重点是对交通密度及速度的把控，相对而言，其对精准度的要求要低一点，使用范围也不大。

1.2中观层面

在交通仿真技术中，中观层面主要指的是利用宏观交通系统，对交通运输过程中单个车辆的运行速度及其属性与行驶区域进行单独标识，中观交通仿真技术不仅可以对交通流做到最大程度地把控，而且其仿真技术的使用范围更加广阔。

1.3微观层面

要想在交通流中通过交通仿真技术对所有行驶车辆都能做到单独有效的识别，就必须注重微观层面的交通仿真技术，因为它不仅可以对个体车辆进行单独标识，并且在对路段进行扫描的过程中可以用最短的时间对行进车辆的行驶速度及其特性进行详细记录，可以对当前交通流的波动情况做出更高效的模拟。微观仿真系统相比其他两个仿真系统而言，对计算机资源有着较高的要求，因为其仿真速度较为缓慢，所以在研究分析的过程中，可以更加高效地提供行驶车辆的相关参数和信息。

2交通仿真系统工作的程序概述

2.1提取并存储交通数据

交通仿真系统最大的好处就在于，可以利用其本身的数据提取能力，进一步提取到交通信号控制系统中的交通数据，在此基础上，利用其自带的存储技术，将所提取的交通数据格式化，以便于后期的使用。现如今，此项技术已经大范围地投入使用，将其运用到交通枢纽系统中，可以对当前交通流做出高效的显示和评价，从而大幅度地提高工作人员的工作效率。

2.2相关预测分析

通过对我国往年的交通运输量、数据相似性以及数据趋势的不断研究分析，我们可以明确地了解到，对短时间内的短期交通事件我们可以做出准确的预测。在此情况下，对“交通黑点”的分析就显得尤为重要，其主要针对的是拥堵数据和交通事故数据，通过对其数据的统计分析，我们可以找出造成其问题产生的原因并作出相应的类比分布图，从而制定有效的解决方案。在此基础上，还要建立三维的城市环境，因为要想利用多媒体来实现交通仿真的话，路网和车辆都势必要3D化，而且使用此技术，不仅可以大大提高仿真效果，还可以在一定程度上保证预测效果的准确率，但其也存在一定的弊端，例如，会在无形中加大工作人员的工作量，还要投入大量时间。

2.3制定一系列的决策支持

在制定一系列的决策支持时，有三个地方要重点考虑，首先，交通渠化的决策支持，将所得到的路段交通流量数据加以进一步的渠化分析，从而做出高效的应对方案。其次，对配时的决策支持，通过配时算法，对收集到的交通流速大数据加以分析，从而不断地优化路口配时问题。最后，对交通规划的决策支持，必须要做到对其所支持的决策路口有一个全面地了解，通过科学的交通配置法，对路段交通流量的数据加以收集并作出进一步分析，在此基础上，通过对交通规划理论的合理应用，使其分析结果明确地显示出来。从而做出有效的应对措施。

3交通仿真技术的实际应用

以下内容通过选取某一城市的某一段道路，利用交通仿真技术对其项目交通量、交通需求、非项目交通量加以预测，以此为前提，做出相应的解决方案，对交通仿真技术的实际应用结果做出分析。

3.1交通需求预测

我们将对诱增交通量、趋势交通量、转移交通量以及交通需求做出预测并对其加以判断，这种工作方式统称为交通需求预测，是城市道路交通规划的重要内容。

3.2项目交通量预测

通过对其所有居民的出行方式及其结构，加之对各种用地产生/吸引率的统计分析，加上对此地居住人口的调查了解，我们得出该市2015年交通流高峰期所产生的交通量高达530pcu/h。在此条件下，再将我们所预测的交通量设置到某些交通小区，与此同时，通过双约束重力模型预测出在对此项目进行开发的情况下，做出了相应的交通流量值达到最高时的机动车OD矩阵。3.3非项目交通量预测非项目交通量预测由过境交通和区内出行交通两部分组成。主要针对区内出行交通做一预测。在此情况下，通过对路段交通量的调查，利用TransCAD做了OD反推，且根据区内出行交通的出行阻抗得出了种子OD矩阵。因交通小区的出行阻抗与出行量成反比，故而可以推算出在出行总量中交通小区出行量所占的比重大小，并将此推算结果运用到种子OD矩阵。在此基础上，通过分析本地区综合交通规划文件中高峰时所发生的吸引率，进而推算出当前的吸引量和发生量，与此同时，不断校核反推出的OD矩阵，直到使其精确度达到最高值。

3.4改善措施

通过对该市路网规划、土地利用的不断研究，最终得出了以下两个解决方案：第一，采用交通单向化的方式，一般东西方向的两条道路可作为单向交通路段，要求此路段中的西五路与北西六路的交叉口禁止左转，同时南西六路的交叉口禁止右转。第二，运用限制措施和协调控制的双向管理办法，在一定情况下，对人行道采用“绿波”协调控制的方式，在此基础上，对其他通行路口可以利用渠化措施加以完善，可以做导流岛和鱼肚形左转车道、进一步明确道路的禁止标志和禁止标线，加之制定出“停”和“让”的行车规则，在一定程度上改善交叉路口的行车效率。

3.5交通仿真结果分析

在交通运输管理中采用仿真技术，对城市化道路的建设有着十分重要的意义，通过对各路段交通状况的进一步完善，不仅可以减少行驶车辆在交叉路口停车次数与等候时间，还可以降低汽车尾气的排放量，从而达到节能降耗，保护环境的目的。上文提到的采用交通单向化，指的是实现所有行进车辆在某一路段内都朝着一个方向行驶，这样做的目的就是为了使现有的道路资源得到最大程度地利用，通过对最短路段的控制来达到让整段道路通畅的目的，还可以均衡附近路段的交通流。但其也存在一定的缺陷，在提高行人通行时间的同时，给公交车的运行带来了一定程度的影响。运用限制措施和协调控制的解决方案，在妥善解决交叉路通问题的同时，不仅可以降低行驶车辆在交叉口的等待时间、停车次数，还在一定程度上减少了在该路段交通事故的发生率，在实现节能降耗，保护环境的同时还保证了该路段的通行能力。

4结语

交通仿真技术是利用建立计算机数学模型，对其加以研究分析，从而将复杂交通问题明确地展现出来。其不仅可以对道路几何设计方案、交通管理系统设计方案做出相应的评价，还能分析交通安全、研究交通工程理论、不仅如此，其还可以测试新的交通技术，因此其投入使用在一定程度上对智能交通系统的发展有着十分重要的意义。

参考文献：

[1]曹静，杨孝宽，赵晓华.交通仿真技术在交通工程实践教学中的应用[J].中国校外教育，2009（S3）：582.

[2]刘小兰.交通仿真技术在道路交通工程中的应用研究[D].长沙：湖南大学，2005.

[3]魏明.基于HLA的城市道路交通仿真系统研究[D].北京：中国农业大学，2004.

[4]金双泉.微观交通仿真技术在城市道路系统中的研究[D].长沙：湖南大学，2003.

作者：董明洁 单位：泛华建设集团有限公司