基于Inforworks在公路交通模擬中的研究應用

劉幫，劉建軍，楊濤，張凌國，張樹理

（中建四局第五建筑工程有限公司）

1 前言

利用計算機進行交通模擬是當今研究交通問題的一種重要手段[1]，國外在交通模擬方面具有豐富的經驗和成果，國內起步較晚，國內存在車輛性能差異大、交通管理等不同于國外[2]，所以成果不能直接拿來國內用，也說明對國內城市道路進行交通模擬也就十分必要與迫切。

2 工程概況

該項目為城市快速道路和城市主干道，設計速度80km/h，采用瀝青混凝土路面，道路主線采用雙向八車道標準設計。該段道路挖方約為182萬m3，填方約為265萬m3,涉及施工機械較多，在早期臨建設施未完全建好的情況下，施工機械均從項目部直接到工地，需要經過一條主干道十字路口，在早高峰期車

流量較多，容易堵車，增加成本。為節約施工機械在路上的行駛成本，我項目決定采用軟件對十字路口進行交通模擬分析，以期節約車輛行駛成本。

3 Inforworks交通模擬介紹與分析流程

Inforworks作為一款智能協同軟件，主要作用在于協同各專業基礎設施BIM模型，針對模型做進一步分析研究。在交通模擬方面，軟件自帶豐富道路和汽車類型，基本上滿足各級道路分析研究要求。同時軟件自帶模型生成器，可以針對全國任一地區進行模型創建，在大城市區域，不僅僅生成地物還有道路、池塘、房屋建筑等。在進行交通模擬時非常方便、快捷。

主要分析流程為首先，確定研究道路路口和實際地理位置，其次，確定道路模型，道路模型需要根據實際道路確定，再次，確定車輛參數等模型參數。軟件提供諸多參數，為了保證分析的精確性，收集數據要精確。然后，劃分交通研究區域，研究區域自定，選定那個地方為研究的道路或者區間。最后，點擊分析即可。分析過程比較簡單，主要是根據此結果不斷做出對比分析，比如，分析今天上午、下午各個時間段的車流量情況，分析結果幫助操作者做出決定。

最后的分析模擬結果，如不滿足要求，則要進行交通模擬需求分析，簡單來說如果道路不滿足車流量需求，就需要根據車流量來推論采用何種道路或者改造那條道路。此需求分析是根據實際需求參數進行分析，比如針對雙向四車道，設計100輛車與200輛車的流量結果進行對比分析，找出當前道路網絡存在的問題，軟件會自動分析，只需要輸入需求，就能得到相應的結果；在城市道路設計時非常有用。

4 模型及參數設置

在模型和參數設置這里，一旦創建模型即可創建參數。模型創建完成之后，需要考慮把十字路口和周圍的道路鏈接起來形成一個整體，如果有些道路沒有名字或者軟件標注不是很清楚，在這里可以查看百度地圖進行對照標注。創造的模型面積比較大，而研究分析區很小的時候，難以查找時，只需要點擊交通模擬，軟件就會查找到相應的研究區域，前提是之前已經創建好了研究區域。如果創建的模型導入其中，一定要把模型與其他道路連接起來。這樣做有兩方面的好處，一方面是創建的模型很好的和實際地物融合在一起，比較真實和美觀。另外一方面，針對一個獨立的十字路口進行分析，軟件將會出現錯誤的分析結果，因沒有和其他道路形成一個網絡，肯定是無法得出分析結果的。

模型創建完成后，就要考慮一個非常重要的問題，目前車流量是多少，后續更改都是針對已有車流量進行對比分析，以幫助我們找到最優解決辦法。主要采集的數據有車流量、車輛型號、時間段這三點主要數據，這些數據可以找交通部門咨詢，如果車流量不是很大，自己也可以抽時間觀察，在這里務必保證所得數據準確，以獲得精確的交通模擬分析。在進行汽車系數設置與需求分析時，操作步驟上沒有嚴格的區分。

在進行對比分析研究時，因軟件具有三維動態可視化功能，在進行對比分析時，更換道路樣式或者車輛形式，軟件將會馬上更新，十分方便、快捷。這里數據均是直接從業主單位查詢，數據真實性可信。無需對數據進行進一步處理，直接在模型中輸入相關參數，方便快捷。

5 模擬分析與動畫展示

周圍車流量主要集中在上班高峰期，挑選一個高峰期進行研究與分析。交通研究區域范圍以十字路口周圍62m×83m內，在車輛行走道路適當延長分析區域。早上8點至9點交通高峰期時擁堵情況。點擊運行模擬后，軟件將會自動創建（如圖1），路口造成擁堵的時候，將會顯示為紅色。動畫播放器自動生成，在播放時快進10倍、20倍等方便直觀動態觀察車輛情況。這里生成的結果報告非常有用，從報告中可以非常直觀的看出每一個車的離開時間、到達時間等，甚至二氧化碳、PM10環保數值都會列出（如圖2）。這只是報告其中一部分，報告包含非常多的內容，滿足在做對比分析所需要的數據。

6 交通模擬需求

由實際分析結果，得出十字路口基本滿足車流量需求（見圖3），但是發現如果在早上8點～9點多加入50輛車會發現道路擁擠程度大于便道。鑒于此需要采用模擬需求對車輛限制進行進一步優化，限制項目部施工車輛早上8點～9點經過十字路口而轉走便道，發現走便道的平均時間少于走十字路口，適合在項目上推廣實施。

圖1 十字路口交通模擬分析

圖2 交通模擬分析結果

7 總結

運用Inforworks軟件對十字路口進行分析，詳細介紹分析流程和注意事項，為后續工程實列提供理論參考。在分析過程中，進一步根據分析結果，發現軟件 不僅具有模擬車流量的功能，還能根據工程提供的參數進行道路、車輛優化。此舉將進一步減輕未來人們在研究交通模擬方面的勞動力。同時，隨著社會的不斷發展，城市規劃越來越重要[3]，如果在設計道路時，就進行交通模擬需求分析，就減少了后期改擴建道路的風險。

圖3 交通模擬需求分析