试论微观交通仿真在新建停车库交通影响评价中的应用

李晓敏

摘要 城市化建设进程不断加快在很大程度上促进城市发展，但是大量人口涌入城市以及居民汽车保有量不断增加，城市交通拥堵问题日益严重，其中最为突出的是“停车难”现象，许多群众出行后都面临着停车位“一位难求”的问题。通过停车库建设，能够有效解决该问题，但是必须明确停车库建成后对交通的影响，防止因新建停车库导致交通拥堵问题出现，明确新建停车库的综合效益。为此，需要有效采用微观仿真理论对新建停车库带来的交通影响进行分析，从而优化城市交通设计。

关键词 微观仿真;新建停车库;交通影响;评价应用;优化措施

中图分类号 U491 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）03-0025-03

0 引言

在当前城市交通建设规划中，一般会采用定性分析或主观判断的方式对新建停车库于交通的影响进行分析，但是这种分析方式会受到主观因素的影响，缺乏客观性和科学性，从而导致分析结果不够准确。为了准确把握新建停车库对交通的具体影响，文章提出采用微观仿真理论对其进行分析。

1 交通仿真的基本概念及其作用分析

1.1 交通仿真的基本概念

交通仿真是指通过现代信息领域中的仿真技术，对交通行为进行建模分析的一项技术，通过仿真化处理，能够实现对交通运行时间和空间变的实时跟踪，且能够模拟出交通的随机性特点，微观仿真技术则是从微观角度对其进行仿真分析，从而得到某区域在一段时间内的交通运行数学模型。交通仿真模型一般由仿真对象、仿真建模、仿真编程、仿真试验以及仿真结果5个部分构成，微观交通仿真是其中一种重要类型，该技术对于交通系统的要素和行为细节描述程度最高，能够更加直观且真实地反映出交通运行的真实情况，比如通过采用微观仿真技术，能够实现以车辆为基本单元，对车辆在道路中的多种微观行为进行实时反映和跟踪，从而得到真实的仿真结果，以该结果对交通规划进行调整，能够有效提升城市交通规划科学性[1]。

1.2 交通仿真的作用

交通仿真能够对现有交通道路规划的运行情况实现准确把握，同时能够对未来交通运行情况进行预测，对于一些复杂的交通问题和现象进行解释和描述，从而找到交通道路规划中存在的问题，是优化城市交通设计的重要方式。相比交通领域采用的常规定性分析和主观判断方式而言，交通微观仿真具有如下几项优势：

（1）仿真灵活性和柔性提升。通过采用交通微观仿真方式，能够对交通要素中的变化规律和各要素之间的相互影响进行分析，具有良好的灵活性和柔软性。

（2）仿真准确性。微观仿真模型以真实的交通信息作为基本元素，比如车辆、道路、车库以及信号灯，这些元素是当前交通中真实存在的要素，从而能够提高仿真分析结果准确性，更加真实地呈现出交通运行存在问题。

（3）仿真开放性。微观仿真技术以计算机技术作为基础，通过采用相应的软件，能够在软件中增加影响交通的基本要素，且分析结果能够与用户实现交互，有效提升交通仿真开放性，用户能够自由增加基本元素。

（4）仿真描述功能较强。因为交通运行具有随机性特征，而传统的分析方式以定性分析为基础，难以描述出其随机变化，从而会对分析结果准确性造成影响，而微观交通仿真能够对其随机性进行描述，能够提高分析科学性[2]。

2 交通仿真建模处理分析

2.1 微观仿真工具应用

在微观仿真工具的选择方面，采用VISSIM工具，VISSIM是一种技术较为先进的交通仿真工具，能够模拟交通工具及其行为的基本特点，应用范围较为广泛，具有离散和随机性特征，能够实现以0.1 s时间步长为基础的微观仿真分析。VISSIM能够在一个仿真模型中，对所有参与交通运行的要素进行模拟，包括机动车、非机动车、公共交通、轨道交通以及行人等，通过微观仿真建模，能够得到立体的三维模型，且该模型中的数据可以量化，进而实现对交通运行情况的全面性分析[3]。

2.2 理论模型分析

交通微观仿真模型对于精确性要求极高，任何一个要素出现不准确的问题，都会对最终分析结果造成影响，从而无法有效指导交通运行优化设计工作开展。模型精确性受到各行为模型匹配度较大影响，同时会受到仿真数据真实性和可靠性的干扰。VISSIM工具具有完善的车辆跟踪模型理论，能够对交通运行期间车辆的运动规律进行描述，包括车辆行驶、车辆加速、车辆减速、车辆停止、车辆排队以及交通拥堵问题等。VISSIM工具的理论模型与心理—生理跟驰模型以及变道模型是构建交通微观仿真模型的重要基础。其中，心理—生理跟驰模型产生于1970年左右，主要是用于描述司机心理安全距离、加速和减速，从而得到一个循环过程，构建车辆加速和减速的变化过程;变道模型是分析必要变道和自由变道的理论基础，必要变道是指车辆达到某个道路点位时的必要决策，自由变道是指车辆为了加速或自由行驶空间而进行的非必要变道，变道理论模型按照车辆变道时的速度和后车速度，通过计算获取变道时间差准确数据，之后根据结算结果对其变道过程进行描述。

2.3 评价指标体系构建

VISSIM工具能够对交通的实时运行情况进行仿真评价，还可以结合相应的评价指标对其进行定量分析。在采用VISSIM工具时，常用的交通评价指标包括断面交通流特点、路段交通特點以及道路整体交通特点。断面交通流特点需要通过收集点对断面交通特点的参数检测，包括断面交通实时流量、平均速度以及评价加速度等参数;路段交通特点是对车辆出行时间的研究，从而得到选择路段的行程时间以及延误时间等;道路整体交通特点需要利用道路评价延误、评价速度等参数，对道路整体运行状态进行分析。

2.4 交通微观仿真评价流程分析

选择VISSIM工具对新建停车库的交通影响情况进行分析，其评价流程共计分为6个模块，分别为：

（1）明确新建停车库所处范围，对其所处范围内的交通基本信息进行收集，从而形成交通微观仿真模型基础。

（2）构建道路网络，按照交通特点基本数据设置VISSIM工具内部运行参数，从而构建完善的范围交通模型。

（3）对模型进行校正处理，将模型与真实情况进行对比和分析，提高模型参数准确性，进而提升其整体可靠性。

（4）將新建停车库模型导入，并按照实际情况设置停车库的多项基本参数。

（5）VISSIM工具仿真运行。

（6）得到仿真结果，对仿真结果进行分析。

3 实践应用案例分析

3.1 案例情况介绍

H市某大型商场为了满足消费者的停车需求，需要新建一个停车库，按照项目设计规划，该停车库采用地上3栋机械式立体车库，地下两层停车库，停车位设计1 290辆，建成后属于H市最大停车库。在该新建停车库的设计方案中，共计设计3个出口，出口为8 m双向出入口，每个出口两个车道。因为该新进停车库项目规模较大，为了防止停车库建成后对周围交通运行造成影响，在项目建设前，技术人员采用VISSIM工具建立新建停车库交通微观仿真模型，从微观的角度对停车库进行分析，得到其对交通运行的影响结果，并根据影响结果对项目规划进行调整，避免出现交通拥堵问题。

3.2 道路模型构建

采用VISSIM工具，构建新建停车库周围100 m的道路模型，模型包括周围区域道路的具体情况，图像质量清晰度良好。

3.3 交通微观仿真参数设置

首先，在交通运行参数设置方面，跟车模型构建利用Widdemann模型，车辆前方的可视距离最小值设置为0，最大可视距离设计为250 m，在该范围内能够观察到2辆车辆的运行情况;车辆变道模型的紧急停车距离设置为150 m，最大减速度设置为−5 m/s2，车辆停止消失时间设计为60 s，最小车口视距设置为0.2 m。同时，为了能够确保车辆在停车和驶出过程中能够更加有序，在该微观模型中设置“不允许横向超车”“车辆菱形排队”，车辆与静态障碍物的停车距离设置为0.5 m，在车辆以50 km/h的速度行驶状态下，最小横向距离设置为1 m;在车辆以0 km/h的速度行驶状态下，最小横向距离设置为0.2 m。

其次，在新建停车库的仿真参数设置方面，因为新建停车场的建设目标是满足该大型商场消费者停车需求，并分析其对周围交通的影响，所以交通微观仿真模型参数设置需要兼顾高峰时间段的车流量，按照该项目的特征，商场高峰时间为每天8：00—11：00，按照同类项目调查、车库吸引发生量，该新建停车库的利用率设置为95%，停车周转设置为每天3.2次，高峰时间段内每小时吸引系数为每天的15%，发生系数设置为全天发生的8%。表1为交通微观仿真模型输入的主要参数。

3.4 3D模型构建分析

为了能够更加真实地描述该新建停车场周围交通环境，采用SketchUp以及PhotoShop软件对该区域内的构筑物、基础设置和新建停车库自身建立三维模型，并将萨内模型利用V3D融合到交通微观仿真模型中。

3.5 模型校正和运行分析

在对模型校正的过程中，为了提高交通微观仿真结果真实性，通过提高其与实际情况相似性的方法，以及对参数进行数学优化，之后对该模型进行多次运行，以多次运行得到的平均数作为结果，从而保证交通微观仿真结果准确性，提高仿真结果与实际情况匹配度。

3.6 结果评价分析

通过采用VISSIM工具，对新建停车库和周围交通运行情况进行模拟，模拟结果包括平均速度、平均延误等评价道路交通运行水平的参数，从而能够明确新建车库完成后对周围交通运行的具体影响。表2为仿真结果输出的具体数据。

根据上述交通微观仿真输出结果显示，在新建停车库建设完成后，该范围内道路平均延误、平均停车次数等有一定提升，道路平均延误相降低0.73 s，平均行驶速度提高1.49 km/h，平均停车次数降低0.1次。主要是因为在该新建停车库建成前，该道路存在乱停车问题，乱停车导致交通较为拥堵，整体交通通行能力下降;在新建车库建设完成后，占据路边停车的车辆会进入停车库中，从而提高道路交通运行能力，将道路通车能力进一步释放，车辆在该路段行驶过程中更加畅通，说明新建停车库对于周围交通运行具有正向影响作用，能够在一定程度上提高该路段通车能力。

4 交通微观仿真应用案例评价

通过将交通微观仿真应用于H市某新建车库的案例可以看出，交通微观仿真对于评价道路交通运行能力具有重要作用，能够得到某新建建筑对于周围交通运行影响的准确结果。该案例证明，新建停车库能够吸收部分范围内占据路边的停车车辆，使得路段通车能力提升，说明停车库建设对于改善城市交通拥堵问题具有良好作用。交通微观仿真还可以应用在其他影响交通要素的评价中，通过采用科学的建模处理，结合真实数据，能够得到准确的分析结果，说明该方法具有广阔的应用前景，相比于传统的影响评价方法而言，该技术应用具有更高的科学性，能够有效解决存在的多项问题，对于城市交通道路规划建设具有重要意义，所以需要提高交通微观仿真技术应用水平。

5 结束语

综上所述，该文全面阐述了交通微观仿真的基本内涵和作用，并对交通微观仿真技术所应用工具、理论模型以及基本流程进行分析，最后结合H市某新建停车库的实践案例，对具体应用效果进行评价，能够对我国城市交通设计规划起到一定的借鉴和帮助作用，促进城市更好地发展与建设。

参考文献

[1]余潜.基于微观交通仿真的交通影响评价方法[J].交通世界，2020（8）：9-12.

[2]金宝辉，兰婷.微观仿真在新建停车库交通影响评价中的应用[J].内江科技，2020（3）：3.

[3]房琪.交通影响评价与城市设计的相互关系研究——以乌鲁木齐会展中心片区城市设计为例[J].住宅与房地产，2020（9）：255.