基于仿真的交通设计方案效益评价实验方法探讨

王艳丽 王玲 吴兵 李林波

[摘 要]对交通设計方案进行科学的效益评价，对于避免实施后的交通问题极为重要。基于经验或计算的静态评价，无法满足复杂交通管理需求，而仿真方法可以实现对方案的动态定量评价，有利于交通的精细化管理。该文基于仿真软件论证了交通方案效益评价实验方法，借助交通仿真软件的方案效果模拟与评价指标输出能够更真实地反映方案的合理性，并结合具体案例数据给出了实验方法的应用展示。

[关键词]交通设计;仿真;实验方法;效益评价;交叉口

[中图分类号] G642[文献标识码] B[文章编号] 1674-9324（2020）44-0-02[收稿日期] 2020-03-30

引言

随着机动化的发展，交通拥挤等问题日益严峻，因而结合交通影响、交通运行等指标对交通设计方案进行效益评价对减少实施后的交通问题极为重要[1]。以往通过经验或计算预估交通运行评价指标甚至搭建评价指标体系来对方案进行评价[2]有一定作用，但仅局限于静态评价，无法满足复杂交通管理需求。随着交通仿真技术的发展，基于仿真来实现对方案的动态定量评价开始兴起，其评价结果更加精准，有利于交通的精细化管理[3，4]。《基于仿真的交通设计方案效益评价实验》对于交通专业本科生而言，不仅能够加深对课堂所学交通效益评价指标的理解和掌握、形象感知交通设计方案的优劣，而且可以学习运用先进的交通仿真技术工具来解决实际交通问题。

一、交通效益评价指标

交通效益评价因评价的对象不同，指标也不同。对于道路交通常用的交通运行评价指标包括通行能力、速度、饱和度、延误、行程时间、排队长度、停车次数等，此外从交通安全角度的评价指标还包括冲突点，而从环境角度的评价指标则包括油耗、排放、噪声等[3-5]。每个评价指标又细分并产生了很多衍生指标，延误有停车延误、信控延误、车均延误、人均延误等指标。指标的选取与评价的目的和侧重点直接相关。

二、实验方法与过程设计

交通仿真的作用在于对现有系统或未来系统的交通运行状况进行再现或预先把握，从而对复杂的交通现象进行解释、分析、找出问题的症结，最终对所研究的交通系统进行优化。

根据对交通系统细节描述的程度，交通仿真软件分宏观、中观、微观三种类型。其中用于评价交通设计方案的主要是微观层面的交通仿真软件。常用的微观交通软件有CORSIM（TSIS）、VISSIM、Paramics、AIMSUN、TransModeler、SimTraffic（SYNCHRO）、Trafficware、Anylogic等[6]。每个软件都有其优点和适用情况，具体仿真软件的选取取决于评价的对象和目标。

基于仿真的交通设计方案效益评价实验是通过仿真软件对某个或多个交通设计方案进行模拟，利用仿真软件动态模拟并输出交通效益评价指标，对方案进行动态评价以确定方案的优劣或选出最优方案，实验过程见图1。

三、应用案例

某主次干道相交的道路交叉口，由于右转车辆较多机非冲突严重，交叉口拥挤，需进行局部交通改善方案设计。为减少工程施工，只对车道功能划分及行人过街进行优化，将南进口的直右车道改为右转车道，并设置行人过街安全岛。

根据交叉口的交通量，对设计后的交叉口的信号配时方案进行调整，仍为三相位，但将原来的南北左转和南北全向，调整为南北左转与南北直右，绿灯时间也进行了调整。对现状与优化方案通过VISSIM软件进行仿真建模，将高峰小时的交通情况作为输入，效益评价指标输出结果分析，详见下表。

优化方案减少了南北进口道延误，但增加了西进口道延误，指标变化均不是很明显。但优化方案有效避免了南北左转与东西直行的冲突，也有效地减少了东西行人与机动车的冲突。可见优化方案对现状有一定的改善效果，但只改变车道功能效果有限。

四、结语

通过交通设计效益评价实验，使学生能够运用课堂所学设计理论进行交通方案设计，运用VISSIM仿真软件对平面交叉口多个交通设计方案的交通运行进行仿真，设置评价指标后对仿真结果进行对比分析，评价设计方案效益，明确设计方案优劣。在深入了解不同的效益评价指标含义与获取方法的同时，加深理解交通设计对改善交通运行的有效作用。

参考文献

[1]吴兵，王艳丽，李林波.城市用地再开发与交通拥挤治理策略[M].上海：同济大学出版社，2017：73-77.

[2]杨晓光，云美萍.城市交通控制系统交通效益评价指标及其关联性研究[J].公路交通科技，2004，21（10）：81-84.

[3]郭栋，郑春燕，孙宇航，等.城市区域单向改造交通运行效益仿真分析[J].计算机仿真，2016，33（10）：138-141.

[4]李静，王占永，蔡铭.信号交叉口左转待行区综合效益评估[J].中山大学学报：自然科学版，2019，058（003）：110-117.

[5]吴兵，李晔.交通管理与控制（第五版）[M].北京：人民交通出版社，2015：184-188.

[6]吴娇蓉.交通系统仿真及应用（第二版）[M].上海：同济大学出版社，2012：5-12.