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    面向精細化交通設計的中觀交通模型研究與實踐
    2013-10-14 14:25:06   來源:Tranbbs.com       評論:0 點擊:

      【摘 要】:交通規劃設計日趨精細化。精細化設計須從量化角度評估方案優劣,包括多種宏觀微觀指標,目前常用的交通模型方法不足以全面地評估精細化交通設計各種指標。本文以面向精細化交通設計和交通影響評價及改善為出發點,研究應用一套全新模型系統,實現“靜態動態分配相結合、整體中觀局部微觀”的一種靈活中觀交通模型技術方法,以效率與精度相平衡的方式,實現精細化交通設計各種指標的量化評估。研究成果在深圳后海、北站兩個片區得到較好應用。實踐表明靈活中觀交通模型技術方法,避免了宏觀與微觀模型單獨重復建設,簡化了模型整體研發過程,有力支持精細化交通設計多方案決策。

      0 引言

      片區、社區規劃及交通詳細設計日趨精細化,要求定量化分析,以評估動態交通在靜態設施上的運行,擇優遴選最佳方案。交通模型是精細化設計定量評估的最佳工具。目前,在片區層面上,傳統宏觀模型精細不足,如作為城市交通延誤影響最大的交叉口,難以分析其飽和度、延誤、排隊長度等指標,無量化指標支持,交叉口優化設計無從談起;而傳統微觀模型建模范圍較小,往往僅是一個或多個節點的規模,分析較為孤立,難以把握整體交通影響,而且微觀模型校核工作過于復雜,建模效率低,難以在片區范圍內實施。

      因此,在進行片區一級的交通分析時,中觀交通模型被認為是最適合方法[1][2]。中觀模型與宏觀模型相比,分析精度大大提高,可以得到車速、交叉口延誤、飽和度等詳細指標,作為精細化設計依據;而與微觀模型相比,具有建模工作量小,運行速度快,路徑分析功能強的優點,在成熟發展城市日益倍受關注。

      目前中觀模型理論框架,與宏觀模型基于交通分配的理論和微觀模型基于車流仿真的理論有何異同,在業內尚未統一明確[3][4]。從模型軟件上來看[5],基于靜態分配的SATURN、CUBE AVENUE、TRANSCAD、VISUM等和基于交通仿真的INTEGRATION、TRANSMODELER、DYNAMIT、DYNASMART均在中觀交通模型領域得到不同程度的應用。從應用案例來看,系統建立中觀交通模型典范城市為香港[6],于2002年建立覆蓋全市范圍的基本地區模型(基于SATURN),重點考慮了交叉口轉向,信號配時等。上海、廣州、深圳等國內城市在宏觀交通模型的基礎上,依托TransCAD、Cube、VISUM等軟件,對若干片區進行小區細分、路網加密的方法,建立較為細致的模型。美國波士頓市中央干道工程(INTEGRATION)、鳳凰城城市交通仿真系統(TRANSMODELER)[7],相繼建立起了精細交通模型。

      從國內外經驗來看,目前常用的所謂中觀交通模型,一是對宏觀模型進行了局部細化,本質仍是宏觀模型;二是較大范圍的微觀交通模型或準微觀交通模型,兩者均不是真正意義上的中觀交通模型。而常用的模型軟件亦無法全面地支持精細化交通設計的評估。因此重構一種靈活的中觀交通模型技術方法,同時基于TRANSMODELER平臺,對模型軟件進行二次開發,以適應精細化交通設計各種指標評估分析的要求。

      1 精細化交通設計交通評估需求

      1.1 精細化交通設計深度要求

      精細化交通設計內容主要包括片區對外交通連接設計、片區內單行線交通組織、道路交織區漸變段設計、內部交叉口渠化、燈控交叉口相位與配時、非燈控交叉口優先設定、公交車站位置、停車場出入口位置、路邊停車、人行過街、標志標線設計等,如圖1所示;以上精細化設計深度除遵循標準規范之外,均需要多方案的評估對比,從投入成本與道路公交運行效率之間進行評估,而量化指標是多方案評估的準則。

      圖1 面向精細化交通設計的深度要求

      1.2 精細化交通設計分析要求

      與傳統的交通規劃設計不同,精細化交通設計有以下分析要求:

      (1) 交叉口設計要求,既有宏觀角度的飽和度分析,也有微觀角度的車流交織分析;

      (2) 交通設施設計,需要詳細分析其最大負荷情況以及上下游的交通時變擴散關系;

      (3) 精細化交通設計是多方案比選的過程,重復仿真是常態,需要高效易用的模型;

      (4) 精度是精細化設計的靈魂,模型指標評估應有較高的精度。

      1.3 精細化評估指標實現手段

      交通模型獲得精細化交通設計各類指標,主要通過兩種手段:交通分配與交通仿真。而交通分配可分為靜態交通分配和動態交通分配,交通仿真可分為中觀和微觀仿真。表1列出精細化交通設計所涉及的評估指標及所需的交通模型實現手段。

      表1 精細化交通設計涉及指標和評估手段

    指標層次

    指標名稱

    定量分析評估內容

    實現手段

    宏觀指標

    (交通分配)

    對外交通聯系

    對外連接規模

    靜態分配

    單行線交通組織

    通道選擇與效率評估

    靜態分配

    公交分擔率

    公交服務規模,保障道路運行效率

    靜態分配

    路段負荷度

    車道數選擇

    動態分配

    交叉口服務水平

    轉向車道及轉向車道組設定

    動態分配

    中微觀指標

    (交通仿真)

    路段漸變段設計

    漸變段長度,線形,坡度

    微觀仿真

    交叉口布局設計

    轉變半徑、間距;渠化是否顯著提升效率

    微觀仿真

    燈控交叉口

    相位、配時;感應協調控制選擇

    微觀仿真

    公交車站

    不同位置的影響、港灣式車站是否顯著提升效率

    微觀仿真

    公交專用道

    公交專用道是否顯著提升效率,總體影響評估

    微觀仿真

    地塊出入口

    右進右出、開放左轉等對臨近路段交通組織影響

    中觀仿真

    車流密度

    決定是否增加交織性交通組織

    中觀仿真

    交通管理

    包括全天、分時段限行等措施、交叉口轉向限制

    中觀仿真

      從上表可看到,精細化交通設計必須依托交通分配和交通仿真,方能評估其所有的指標,目前常用單純以宏觀的交通分配或微觀的交通仿真為理論基礎的中觀交通模型,是無法滿足精細化評估指標要求。

    責任編輯:呂圣霞

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