基于仿真的交通設計方案效益評價實驗方法探討

王艷麗 王玲 吳兵 李林波

[摘 要]對交通設計方案進行科學的效益評價，對于避免實施后的交通問題極為重要?；诮涷灮蛴嬎愕撵o態評價，無法滿足復雜交通管理需求，而仿真方法可以實現對方案的動態定量評價，有利于交通的精細化管理。該文基于仿真軟件論證了交通方案效益評價實驗方法，借助交通仿真軟件的方案效果模擬與評價指標輸出能夠更真實地反映方案的合理性，并結合具體案例數據給出了實驗方法的應用展示。

[關鍵詞]交通設計;仿真;實驗方法;效益評價;交叉口

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] B[文章編號] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-03-30

引言

隨著機動化的發展，交通擁擠等問題日益嚴峻，因而結合交通影響、交通運行等指標對交通設計方案進行效益評價對減少實施后的交通問題極為重要[1]。以往通過經驗或計算預估交通運行評價指標甚至搭建評價指標體系來對方案進行評價[2]有一定作用，但僅局限于靜態評價，無法滿足復雜交通管理需求。隨著交通仿真技術的發展，基于仿真來實現對方案的動態定量評價開始興起，其評價結果更加精準，有利于交通的精細化管理[3，4]?！痘诜抡娴慕煌ㄔO計方案效益評價實驗》對于交通專業本科生而言，不僅能夠加深對課堂所學交通效益評價指標的理解和掌握、形象感知交通設計方案的優劣，而且可以學習運用先進的交通仿真技術工具來解決實際交通問題。

一、交通效益評價指標

交通效益評價因評價的對象不同，指標也不同。對于道路交通常用的交通運行評價指標包括通行能力、速度、飽和度、延誤、行程時間、排隊長度、停車次數等，此外從交通安全角度的評價指標還包括沖突點，而從環境角度的評價指標則包括油耗、排放、噪聲等[3-5]。每個評價指標又細分并產生了很多衍生指標，延誤有停車延誤、信控延誤、車均延誤、人均延誤等指標。指標的選取與評價的目的和側重點直接相關。

二、實驗方法與過程設計

交通仿真的作用在于對現有系統或未來系統的交通運行狀況進行再現或預先把握，從而對復雜的交通現象進行解釋、分析、找出問題的癥結，最終對所研究的交通系統進行優化。

根據對交通系統細節描述的程度，交通仿真軟件分宏觀、中觀、微觀三種類型。其中用于評價交通設計方案的主要是微觀層面的交通仿真軟件。常用的微觀交通軟件有CORSIM（TSIS）、VISSIM、Paramics、AIMSUN、TransModeler、SimTraffic（SYNCHRO）、Trafficware、Anylogic等[6]。每個軟件都有其優點和適用情況，具體仿真軟件的選取取決于評價的對象和目標。

基于仿真的交通設計方案效益評價實驗是通過仿真軟件對某個或多個交通設計方案進行模擬，利用仿真軟件動態模擬并輸出交通效益評價指標，對方案進行動態評價以確定方案的優劣或選出最優方案，實驗過程見圖1。

三、應用案例

某主次干道相交的道路交叉口，由于右轉車輛較多機非沖突嚴重，交叉口擁擠，需進行局部交通改善方案設計。為減少工程施工，只對車道功能劃分及行人過街進行優化，將南進口的直右車道改為右轉車道，并設置行人過街安全島。

根據交叉口的交通量，對設計后的交叉口的信號配時方案進行調整，仍為三相位，但將原來的南北左轉和南北全向，調整為南北左轉與南北直右，綠燈時間也進行了調整。對現狀與優化方案通過VISSIM軟件進行仿真建模，將高峰小時的交通情況作為輸入，效益評價指標輸出結果分析，詳見下表。

優化方案減少了南北進口道延誤，但增加了西進口道延誤，指標變化均不是很明顯。但優化方案有效避免了南北左轉與東西直行的沖突，也有效地減少了東西行人與機動車的沖突?？梢妰灮桨笇ΜF狀有一定的改善效果，但只改變車道功能效果有限。

四、結語

通過交通設計效益評價實驗，使學生能夠運用課堂所學設計理論進行交通方案設計，運用VISSIM仿真軟件對平面交叉口多個交通設計方案的交通運行進行仿真，設置評價指標后對仿真結果進行對比分析，評價設計方案效益，明確設計方案優劣。在深入了解不同的效益評價指標含義與獲取方法的同時，加深理解交通設計對改善交通運行的有效作用。

參考文獻

[1]吳兵，王艷麗，李林波.城市用地再開發與交通擁擠治理策略[M].上海：同濟大學出版社，2017：73-77.

[2]楊曉光，云美萍.城市交通控制系統交通效益評價指標及其關聯性研究[J].公路交通科技，2004，21（10）：81-84.

[3]郭棟，鄭春燕，孫宇航，等.城市區域單向改造交通運行效益仿真分析[J].計算機仿真，2016，33（10）：138-141.

[4]李靜，王占永，蔡銘.信號交叉口左轉待行區綜合效益評估[J].中山大學學報：自然科學版，2019，058（003）：110-117.

[5]吳兵，李曄.交通管理與控制（第五版）[M].北京：人民交通出版社，2015：184-188.

[6]吳嬌蓉.交通系統仿真及應用（第二版）[M].上海：同濟大學出版社，2012：5-12.