TransModerler的中观交通模型应用丘建栋.pdf

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1、TransModerler的中观交通的中观交通模型应用模型应用 20132013年年8 8月月 北京北京 丘建栋丘建栋 深圳市深圳市城市交通规划设计研究中心城市交通规划设计研究中心 Shenzhen Shenzhen Base District Traffic Model ConstructionBase District Traffic Model Construction 面向精细化规划设计 注：本课题获注：本课题获2013年住建部、广东省交通厅科技计划项目支持年住建部、广东省交通厅科技计划项目支持 课题课题背景背景 华侨城片区交通研究项目 甲方诉求：1.区内单行线交通组织；2.路边停车的

2、延误评估；3.公交车停靠站的影响；南海大道详细交通规划项目 甲方诉求：1.各节点转向评估；2.车道功能划分；3.匝道的合理位置；当前交通规划设计与管理日趋精细当前交通规划设计与管理日趋精细化，模型化，模型重要性日益凸显。重要性日益凸显。定量化 多方案比选 在片区层面，中在片区层面，中观交通观交通模型，是模型，是公认最适合的工具公认最适合的工具 中观模型与宏观模型相比，分析精度大大中观模型与宏观模型相比，分析精度大大提高提高。可以得到车速、交叉口延误、饱和度等较为具体的分析指标，并且可以作交叉口的信号点控，线控或面控等优化分析；中观模型与微观模型相比，具有建模工作量小，中观模型与微观模型相比，具

3、有建模工作量小，运行速度快，路径分析功能强等优点。运行速度快，路径分析功能强等优点。课题背景课题背景 当前中观模型能否满足：当前中观模型能否满足：片区综合改片区综合改善、道路公交详细规划、交通影响评善、道路公交详细规划、交通影响评价价等精细化交通规划设计的等精细化交通规划设计的要求？要求？一一、片区精细、片区精细化设计需求与实现手段化设计需求与实现手段 报 告 提 要 二、全新的中观模型架构二、全新的中观模型架构 三、深圳市中观模型实践应用三、深圳市中观模型实践应用 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 五、下一步设想五、下一步设想 一一、片区片区精细精细化设计

4、需求与实现手段化设计需求与实现手段 片区精细化交通设计内容：片区精细化交通设计内容：多方案考虑、工程落地多方案考虑、工程落地 主要包括片区对外交通连接设计、片区内单行线交通组织、道路交织区渐变段设计、内部交叉口渠化、灯控交叉口相位与配时、非灯控交叉口优先设定、公交车站位置、停车场出入口位置、路边停车、人行过街、标志标线设计等 区别区别 中观交通模型中观交通模型 宏观交通模型宏观交通模型 应用层次 交通影响分析，交通改善规划，为微观模型提供基础数据和交通需求 综合交通规划，评估重大交通设施的发展战略和计划，提供大范围OD矩阵用于下层次中观交通模型 交通网络 交通模拟 模拟交叉口配时和几何渠化，交

5、通分区更细，小区连接线连接建筑物车辆实际出入口 交叉口信号配时优化，路口渠化设计，单行交通组织，道路封闭，停车收费政策，交通需求管理 交叉口模拟简单，交通分区较大，交通小区连接线在主要道路的结点上 分析和预测交通走廊和通道交通需求，各种交通方式的分担率 一一、片区片区精细精细化设计需求与实现手段化设计需求与实现手段 定量化评估：包括宏观、微观指标定量化评估：包括宏观、微观指标 指标层次指标层次 指标名称指标名称 定量分析评估内容定量分析评估内容 实现手段实现手段 宏观指标(交通分配)对外交通联系 对外连接规模 静态分配 单行线交通组织 通道选择与效率评估 静态分配 公交分担率 公交服务规模，保

6、障道路运行效率 静态分配 路段负荷度 车道数选择 动态分配 交叉口服务水平 转向车道及转向车道组设定 动态分配 中微观指标(交通仿真)路段渐变段设计 渐变段长度，线形，坡度 微观仿真 交叉口布局设计 转变半径、间距；渠化是否显著提升效率 微观仿真 灯控交叉口 相位、配时；感应协调控制选择 微观仿真 公交车站 不同位置的影响、港湾式车站是否显著提升效率 微观仿真 公交专用道 公交专用道是否显著提升效率，总体影响评估 微观仿真 地块出入口 右进右出、开放左转等对临近路段交通组织影响 中观仿真 车流密度 决定是否增加交织性交通组织 中观仿真 交通管理 包括全天、分时段限行等措施、交叉口转向限制 中观

7、仿真 一、片区精细化设计需求与实现手段一、片区精细化设计需求与实现手段 国家层面要求：国家层面要求：建设项目交通影响评价技术标准建设项目交通影响评价技术标准 交评是片区层面最典型的应用，其评估指标包括：交评是片区层面最典型的应用，其评估指标包括：宏观指标宏观指标：流量、饱和度，速度；微观指标微观指标：延误、排队、车流密度、交织区速度。技术分析方法上需要宏观和微观技术分析方法上需要宏观和微观相相结合结合 一一、片区片区精细精细化设计需求与实现手段化设计需求与实现手段 现状现状实现手段实现手段多个软件平台中，多次导入导出多个软件平台中，多次导入导出 宏观软件 TransCAD、Cube、VISUM

8、、EMME等 HCM计算软件Synchro 微观仿真软件 VISSIM 交叉口分析软件SATURN 一一、精细化设计需求与实现手段、精细化设计需求与实现手段 报 告 提 要 二、全新的中观模型架构二、全新的中观模型架构 三、深圳市中观模型实践应用三、深圳市中观模型实践应用 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 五、下一步设想五、下一步设想 中观模型理论框架尚未统一明确：是规划模型还是仿真模型？二、全新的灵活中观模型架构二、全新的灵活中观模型架构”四步骤”/出行链需求模型 适用范围：市域/分区 已经有的中观模型构建，基本为片区层面的规划模型或仿真模型。车辆动态仿真

9、 适用范围：局部节点、路段 适用范围：片区 TransCAD Cube/Voyager EMME 宏观 规划模型 微观 仿真模型 中观 模型 TransModeller Cube/Dynasm PTV/Visum DynaChina DyanSmat SATURN Cube Avenue TransModeler InterGration 规划分配模型 车流仿真模型 二、全新的灵活中观模型架构二、全新的灵活中观模型架构 既有中观模型方法不能有效满足 片区层面细化的交通分析要求 规划分配模型：精细度不足 模型执行效率较高，但模型执行效率较高，但 侧重于路网流量、饱和度等宏观指标分析侧重于路网流量

10、、饱和度等宏观指标分析 不能细化描述车流不能细化描述车流动态运行状态的动态运行状态的指标，如：指标，如：车流密度、车辆延误、排队等车流密度、车辆延误、排队等 车流仿真模型：执行效率低 侧重侧重于车流动态于车流动态运行微观指标，适用于局部运行微观指标，适用于局部地点分析地点分析(一般为节点、路段等）；一般为节点、路段等）；大范围建模复杂（片区大范围建模复杂（片区20km2)20km2)，仿真速度慢，仿真速度慢 对于交通与用地关系没有考虑，仅仅关注车对于交通与用地关系没有考虑，仅仅关注车流的仿真（以车辆为研究对象）流的仿真（以车辆为研究对象）对宏观模型进行了局部细化，本质仍是宏观模型；较大范围的微

11、观交通模型或准微观交通模型 二、全新二、全新的灵活中的灵活中观模型架构观模型架构 重构一种灵活的中观交通模型技术方法重构一种灵活的中观交通模型技术方法，融合静态交通分融合静态交通分配与动态车流配与动态车流仿真，以仿真，以适应精细适应精细化各种化各种指标指标评估的评估的要求。要求。灵 活 中 观 交 通 模 型基于车队的片区中观仿真基于流量的OD反推宏观指标计算精细化微观指标计算整 体架 构实 际应 用静态分配动态分配局部微观仿真融入交叉口与分时段控制的片区宏观模型融入交叉口与分时段控制的片区宏观模型二、全新的灵活中观模型架构二、全新的灵活中观模型架构 平台实现：总体基于平台实现：总体基于Tra

12、nsModeler平台，同时二次开发平台，同时二次开发 I.I.融入交叉口转向延误的静态交通分配，满足成熟地区交叉口宏观指融入交叉口转向延误的静态交通分配，满足成熟地区交叉口宏观指标标计算计算 II.II.分时段控制的动态交通分配，更为真实地评估设施的最大承载能力分时段控制的动态交通分配，更为真实地评估设施的最大承载能力 III.III.用车队组合代替个体车辆的中观交通仿真，显著提高仿真效率用车队组合代替个体车辆的中观交通仿真，显著提高仿真效率 IV.IV.考虑局部细致模拟的混合仿真，提高精细化交通设计分析考虑局部细致模拟的混合仿真，提高精细化交通设计分析精度精度 灵活灵活中观中观模型四大特点

13、模型四大特点 二、全新的灵活中观模型架构二、全新的灵活中观模型架构 模型技术标准体系分为“模型技术标准体系分为“数据数据分区分区路网路网需求需求模拟模拟”五个部分”五个部分 地块1 地块3 地块2 地块出入口 地块出入口 地块出入口 地块出入口 地块出入口 评估地块出入口设置是否合理 路网模拟 原宏观模型小区出入口，直接连至道路节点 对比：对比：小区出入口的模拟，必须反映实际的进出限制及位置小区出入口的模拟，必须反映实际的进出限制及位置 路网模拟 路口交通管理：信号控制，让路控制 车道使用管理：公交专用道，占道停车 交通组织管理：货运禁行等，限速 公交专用道 公交专用进口道 货运限行 右侧停车

14、 货运限行、路段停车货运限行、路段停车 公交专用车道公交专用车道 灯控路口灯控路口相位设置相位设置 非灯控路口非灯控路口 优先让行设置优先让行设置 停车让行 主路优先 依附路网的管控模拟依附路网的管控模拟必须反映各必须反映各类交通管理措施的要求类交通管理措施的要求 静态分配（交通流理论）车流仿真（车队理论）相结合 车流模拟与校核 静态交通分配模拟指标包括：交通流量、饱和度；车流仿真模拟指标包括：延误、车速、密度、排队长度；架构应共用路网与矩阵，支持静态分配和车流仿真。流量、饱和度等指标 延误、车速等指标 分为静态模拟和动态仿真校核，模拟校核精度误差需控制在分为静态模拟和动态仿真校核，模拟校核精

15、度误差需控制在10%10%以内以内 成果要求 交通调查数据 土地利用资料 道路交通网络及交管设置 出行矩阵OD 模型基本参数 中观中观交通交通模型建立模型建立成果要求成果要求 应应包括五个方面的文件：包括五个方面的文件：一一、精细化设计需求与实现手段、精细化设计需求与实现手段 报 告 提 要 二、全新的中观模型架构二、全新的中观模型架构 三、深圳市中观模型实践应用三、深圳市中观模型实践应用 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 五、下一步设想五、下一步设想 三、深圳市中观模型实践应用 为支持精细化交通设计和交评工作，为支持精细化交通设计和交评工作，深圳市拟建设覆

16、盖全市域深圳市拟建设覆盖全市域的中观交通模型体系。的中观交通模型体系。深圳市中观模型基本分区（34个）三、深圳市中观模型实践应用 为支持为支持近期城市用地建设重点地区交通影响影响评价近期城市用地建设重点地区交通影响影响评价，中观交，中观交通模型建设一期选取通模型建设一期选取后海、深圳北站后海、深圳北站两个片两个片区为试点片区。区为试点片区。南海大道东滨路沙河西路北环大道和平西路南坪快速路梅观高速布龙路后海片区后海片区：面积：面积19km2,地块地块318个个 类型类型TypeType地块数量地块数量(个个)地块面积地块面积（KMKM2 2）开发量开发量（百万（百万M M2 2）居住居住R R1

17、101102.49 2.49 5.96 5.96 商办商办C C28280.83 0.83 2.46 2.46 工业工业M M55552.38 2.38 3.53 3.53 公建公建GICGIC56562.25 2.25 2.56 2.56 储备储备E E20200.53 0.53 0.00 0.00 其它其它49490.35 0.35 0.25 0.25 合计合计318 318 8.84 8.84 14.76 14.76 类型类型TypeType地块数量地块数量(个个)地块面积地块面积（KMKM2 2）开发量开发量（百万（百万M M2 2）居住居住R R1101102.49 2.49 5.9

18、6 5.96 商办商办C C28280.83 0.83 2.46 2.46 工业工业M M55552.38 2.38 3.53 3.53 公建公建GICGIC56562.25 2.25 2.56 2.56 储备储备E E20200.53 0.53 0.00 0.00 其它其它49490.35 0.35 0.25 0.25 合计合计318 318 8.84 8.84 14.76 14.76 类型类型TypeType地块数量地块数量(个个)地块面积地块面积（KMKM2 2）开发量开发量（百万（百万M M2 2）居住居住R R75756.78 6.78 12.30 12.30 商办商办C C3737

19、0.86 0.86 2.57 2.57 工业工业M M3 30.05 0.05 0.07 0.07 公建公建GICGIC47470.89 0.89 1.57 1.57 储备储备E E29294.01 4.01 0.00 0.00 其它其它65650.77 0.77 0.61 0.61 合计合计256 256 13.37 13.37 17.12 17.12 类型类型TypeType地块数量地块数量(个个)地块面积地块面积（KMKM2 2）开发量开发量（百万（百万M M2 2）居住居住R R75756.78 6.78 12.30 12.30 商办商办C C37370.86 0.86 2.57 2.

20、57 工业工业M M3 30.05 0.05 0.07 0.07 公建公建GICGIC47470.89 0.89 1.57 1.57 储备储备E E29294.01 4.01 0.00 0.00 其它其它65650.77 0.77 0.61 0.61 合计合计256 256 13.37 13.37 17.12 17.12 北站片区北站片区：面积：面积23 km2，地块，地块256个个 后海片区 北站片区 现状路网交通流分布（模拟）现状路网交通流分布（模拟）通过模型模拟路网流量与现状实际调查值的进行通过模型模拟路网流量与现状实际调查值的进行拟核，拟核，主要核查线主要核查线校核模型误差在校核模型误

21、差在10%以内以内 三、深圳市中观模型实践应用 静态模拟校核静态模拟校核 核查线上交通流量拟合核查线上交通流量拟合 核查线核查线 ObservationsObservations RelRMSERelRMSE Sumof Sumof CountCount Sumof Sumof Flows Flows%Flow/CountFlow/Count 东部方向 21 40.676854 12626 12,873 2.0%南部方向 22 18.578425 31140 29,271 -6.0%西部方面 6 9.028101 25867 24,889 -3.8%滨海大道 14 21.58292 20632

22、 19,237 -6.8%后海大道 10 31.137032 5489 5,338 -2.8%深南大道 10 14.588682 18943 18,862 -0.4%科苑大道 14 35.351846 4522 4,096 -9.4%北环大道 6 22.71821 3436 3,332 -3.0%三、深圳市中观模型实践应用 现状道路交通流动态模拟现状道路交通流动态模拟 （东滨路（东滨路-后海大道后海大道-创业路创业路-滨海大道）滨海大道）基于基于现状调查现状调查，利用初始利用初始OD，加载于中观路网上加载于中观路网上进行进行交通仿真，交通仿真，模拟现状模拟现状路网路网交通流、车速分交通流、车速

23、分布布。动态仿真校核动态仿真校核 车速的校核，与车速的校核，与FCDFCD数据对比数据对比 实线：观测值 虚线：模型值 车流密度的校核车流密度的校核 一一、精细化设计需求与实现手段、精细化设计需求与实现手段 报 告 提 要 二、全新的中观模型架构二、全新的中观模型架构 三、深圳市中观模型实践应用三、深圳市中观模型实践应用 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 五、下一步设想五、下一步设想 交通影响评价交通影响评价制度已立法确立，交评报告编制和审批是一项技术性制度已立法确立，交评报告编制和审批是一项技术性很强很强的工作的工作，需要中观交通模型支持。，需要中观交通模

24、型支持。深圳经济特区道路交通安全管理条例，2011年10月 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 深圳经济特区道路交通安全管理条例（深圳经济特区道路交通安全管理条例（20112011年年1010月月3131日深圳市第五届人民代表大会常务委员会第十一次日深圳市第五届人民代表大会常务委员会第十一次会议通过）会议通过）交通影响评价直接涉及政府、开发商、社会公众等多方利益，交通影响评价直接涉及政府、开发商、社会公众等多方利益，必须必须保障评估方法的保障评估方法的科学性科学性、评估结论的、评估结论的客观性客观性。交通影响评价是政府公共决策行为，具有高度的社会敏感性交通影响

25、评价是政府公共决策行为，具有高度的社会敏感性 当前一些地区交评工作存在“操作形式化、为当前一些地区交评工作存在“操作形式化、为交评而交评，甚至可有可无”交评而交评，甚至可有可无”现象，交评的现象，交评的可信度可信度倍受倍受质疑。质疑。除投资政策和管理体制等方面因素外，除投资政策和管理体制等方面因素外，缺乏统一和可信的技术方法是问题的缺乏统一和可信的技术方法是问题的关键。关键。评估报告评估报告 意见意见 政府政府 社会社会 公众公众 开发商开发商 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 浙江例子 中心内部例子 深圳市计划依托深圳市计划依托中观模型，搭建中观模型，搭建

26、统一评估平台统一评估平台，规范交评工，规范交评工作内容和流程，作内容和流程，满足审查满足审查要求要求 统一流程方法 统一数据基础 统一的交评平台统一的交评平台 统一输出格式 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 深圳市交通运输委员会监制深圳市交通运输委员会监制 CTS模型宏观模型OD片区交通网络初始交通分配模型校核分配结果与观测流量差异模型应用中观交通需求分析 新小区发生吸引 高峰系数 小区分解系数中观交通网络建立 网络细化与交管 交叉口模拟细化 交通小区加密不符合接 受车流仿真模型调查与数据采集集聚规划模型结果反馈至CTS模型第一步：模型数据准备第二步：初步模

27、型系统建立第三步：模型校核与反馈第四步：混合中观模型建立第五步：结合实际应用模型27 开发目的开发目的 1 1、封装交通、封装交通模型，形成政府统一的交评平台模型，形成政府统一的交评平台 应对交评项目急剧增长，使应对交评项目急剧增长，使非模型专业人员非模型专业人员能使用系能使用系统平台，来开展交通影响评估工作；统平台，来开展交通影响评估工作；3 3、实现交评工作的流程化，提高工作效率、实现交评工作的流程化，提高工作效率 通过开发界面流程化工作程序，通过简单的通过开发界面流程化工作程序，通过简单的一键式操作完成评估工作，提高效率。一键式操作完成评估工作，提高效率。通过开发界面将评估数据及结果生成

28、标准化文件格通过开发界面将评估数据及结果生成标准化文件格式，作为交评项目审批的重要文件材料；式，作为交评项目审批的重要文件材料；2 2、标准化、标准化输出输出评估文件，便于政府审批管理评估文件，便于政府审批管理 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 模型封装模型封装示意（快捷管理界面）示意（快捷管理界面）3大功能 13个功能模块 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 基本开发量 影响范围确定 路网编辑方案规划 用户输入 矩阵运算 静态分配 动态分配 模型运算 GIS图形显示 报表输出 主要评估结论 结果输出 程序代码设计：程序代码

29、设计：上上万行万行GISDKGISDK、VBAVBA、C#C#代码代码 软软件件模模块块用户输入用户输入模型运算模型运算结果输出结果输出方案管理模块方案管理模块项目绘制模块项目绘制模块属性录入模块属性录入模块路网编辑模块路网编辑模块矩阵运算模块矩阵运算模块交通生成模块交通生成模块静态分配模块静态分配模块动态交通分配动态交通分配动态仿真模块动态仿真模块GIS图形显示模块图形显示模块报表输出模块报表输出模块指标评估结论指标评估结论系统三大功能系统三大功能 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 面对交评应用的系统总体界面设计面对交评应用的系统总体界面设计 基本开发量

30、影响范围确定 路网编辑方案规划 用户输入 矩阵运算 静态分配 动态分配 模型运算 GIS图形显示 报表输出 主要评估结论 结果输出 矩阵运算 静态分配 动态分配 模型运算 开发交评网上申报系统，实现线上、线下数据对接开发交评网上申报系统，实现线上、线下数据对接 四、基于四、基于TransModelerTransModeler的交评管理平台的交评管理平台 建筑开发量等数据建筑开发量等数据 政府法定平台政府法定平台 入库入库 交评网上申报系统（已用）交评网上申报系统（已用）一一、精细化设计需求与实现手段、精细化设计需求与实现手段 报 告 提 要 二、全新的中观模型架构二、全新的中观模型架构 三、深

31、圳市中观模型实践应用三、深圳市中观模型实践应用 四、基于四、基于TransModeler的交评管理平台的交评管理平台 五、下一步设想五、下一步设想 一一、中观交通模型广泛铺开建设与更新的、中观交通模型广泛铺开建设与更新的经费问题经费问题 中观交通模型工作量巨大，成本过高，导致全面建设中观交通模型存在政府经费支持不足。目前有政府主导模式和研究单位主导而出售模型服务的模式，各有利弊。二、面向精细化交通设计二、面向精细化交通设计更为专业更为专业的模型软件升级或研发的模型软件升级或研发 本文提出的灵活中观交通模型理论与方法，依托TransModeler软件及其GISDK二次开发工具。在代码开发的基础上，功能基本得以实现。三、三、混合交通仿真技术混合交通仿真技术的提升的提升 多层次混合仿真(Hybrid Simulation)为其中的难点，混合仿真中还有一些问题没有得到很好的处理，如路径选择的指标、混合过度混合过度边界及容错技边界及容错技术术、Super Link设置等。下一步下一步设想设想 报告结束报告结束 请批评请批评指正指正 Thank you!Thank you!