第14卷增刊中國(guó)公路學(xué)報(bào)Vol 14 Sup.2001年12月China Journal of highway and TransportDec.2001文章編號(hào):1001·7372(2001)s00092.05TTS仿真系統(tǒng)的應(yīng)用鄒智軍同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上梅200092)摘要:介紹了TJTS仿真系統(tǒng)在路網(wǎng)動(dòng)態(tài)文迺狀態(tài)描述方面的應(yīng)用,其中包括路網(wǎng)的編碼方式車(chē)輛出行需求的描述方式、仿真的動(dòng)畫(huà)輸出情況以及描迷路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)的各種指標(biāo)數(shù)據(jù)的輸出。最后以一個(gè)具體的示例介紹了TTS仿真系統(tǒng)在公交專(zhuān)用道設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:仿真;動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述;公交專(zhuān)用道設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào):U491.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼AThe application of Tts simulation systemZOU Zhi-jun(Key Lab, of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, ChinaAbstract: By means of computer animation and date files, TJTS(Tongji Traffic Simulation)candescribes traffic state in an intuitional, detailed and dynamic way, and therefore provides anefficient tool for the evaluation of traffic control & management design, road geometry design andetc. In the paper, an common case of using the simulation tool to present road network trafficstate descriptions is introduced first, including the methods of road network coding, trafficcomputer animation and various criterions. Finally, a practicalcase of demonstrating the application in the process of bus only lane design is also givenKey words: simulation; dynamic traffic statc description; bus only lane designT]TS(Tongji Traffic Simulation)仿真系統(tǒng)是六處交又囗,均為定時(shí)信號(hào)控制交叉口,其中四個(gè)為筆者開(kāi)發(fā)的一個(gè)微觀交通仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)通字交又,二個(gè)為T(mén)型交叉。示例路網(wǎng)情況見(jiàn)圖1。過(guò)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)和數(shù)據(jù)庫(kù)文件形式可以提供直觀、詳盡的動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述。在此基礎(chǔ)上,可以對(duì)路網(wǎng)、交通走廊、交叉口等不同范圍內(nèi)的交通控制與管理方案、道路幾何設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和改善。此外,通過(guò)提供大量的實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)還可以為一些交通工程的理論研究提供測(cè)試和驗(yàn)證手段。路網(wǎng)交通狀態(tài)的描述是TTS仿真系統(tǒng)的基本功能,筆者首先從般意義上介紹TJTS仿真系統(tǒng)在路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述方面的應(yīng)用,然后以一個(gè)更具體的示例介紹T]TS仿真系統(tǒng)在公交專(zhuān)用道設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用。1路網(wǎng)的基本情況中國(guó)煤化工交站點(diǎn)編號(hào))CNMHG示例路網(wǎng)由兩橫三縱的城市道路構(gòu)成,路網(wǎng)中有收稿日期:2001-08-12作者簡(jiǎn)介:鄒智軍(1969),男,江西吉安人,同濟(jì)大學(xué)工程師、工學(xué)博土增刊鄒智軍:TTS仿真系統(tǒng)的應(yīng)用2路網(wǎng)的編碼車(chē)輛產(chǎn)生吸引點(diǎn)。路網(wǎng)中的路段共32條,編碼分別為1根據(jù)TJTS仿真系統(tǒng)的要求,將圖1的示例路網(wǎng)進(jìn)行必要的編碼,路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)和路段的編碼情況3交通需求情況如圖2所示(限于篇幅圖中未列出諸如交叉口內(nèi)路選取某一小時(shí)時(shí)段(8:30~9:30)為仿真研究時(shí)段、節(jié)段、車(chē)道等更細(xì)致的編碼情況)。段,相應(yīng)的交通需求情況見(jiàn)表1。表1仿真時(shí)段內(nèi)非公交車(chē)輛出行OD需求OD對(duì)起點(diǎn)終點(diǎn)OD量車(chē)型比例=編碼編碼|編碼|/vh·b1小車(chē)中車(chē)大車(chē)%30%10%210110626670%20%10%@%11010218880%10%10%4813(注:圓圈表示交叉口,帶箭頭線段表示有向路段,相應(yīng)的數(shù)字為應(yīng)該說(shuō)明的是,盡管本例采用的是小時(shí)OD,但各自的編號(hào))如果實(shí)際情況中所仿真的時(shí)段內(nèi)的OD出行量有較圖2路網(wǎng)的編碼明顯的波動(dòng),則有必要根據(jù)實(shí)際的可能采用更小時(shí)圖2所示的路網(wǎng)編碼圖中共有節(jié)點(diǎn)16個(gè),編碼段的OD分布數(shù)據(jù)為1,2、3、4、5、6的節(jié)點(diǎn)為交又口節(jié)點(diǎn),編碼為101另外,公交車(chē)輛的出行需求由于其特殊性,單獨(dú)102、103、104、105、106、107、108、109、110的節(jié)點(diǎn)為列出如表2、3所示表2有關(guān)公交線路的走向情況路線中的路段構(gòu)成公交路線編號(hào)路段!路段2路段3路段4路段5路段6路段?路段8路段9路段101(上行)1(下行)2、34(上行)23、4(下行)5(上行)5(下行)6(上行)6(下行)注:表中假設(shè)一條路線最大路段數(shù)為10、·一”表示該路線無(wú)相應(yīng)路段數(shù)的路段表3各公交線路發(fā)車(chē)頻率交路線編號(hào)」起點(diǎn)編號(hào)終點(diǎn)編發(fā)車(chē)頻事/min公交路線編號(hào)」起點(diǎn)編號(hào)終點(diǎn)編號(hào)發(fā)車(chē)頻牢/min1(上行)上行1091(下行)1014(下行)2(上行)5(上行)2(下行)221115(下行)3(上行)6〔上行)TH中國(guó)煤化工23(下行)6(下行)CNMHG 2圖1中的A、B、C、D、E、F、G、H、IJ分別為公由此可以看出,TJTS仿真系統(tǒng)通過(guò)對(duì)公交線交站點(diǎn),其?？烤€路情況見(jiàn)表4路走向、發(fā)車(chē)頻率、公交站站點(diǎn)?？烤€路的設(shè)置可以中國(guó)公路學(xué)報(bào)200]年非常靈活地描述了公交車(chē)出行需求,這是TJTs仿還可以提供詳盡的描述路網(wǎng)狀態(tài)交通狀態(tài)的各種指真系統(tǒng)較突出的特色之一。這種靈活的描述方式能標(biāo)數(shù)據(jù)。表5~9分別是一些主要的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況。夠很好地滿(mǎn)足各種與公交運(yùn)行有關(guān)的分析需求,如表5仿真時(shí)段內(nèi)路網(wǎng)總體運(yùn)行狀況分析和評(píng)價(jià)公交線路布設(shè)、公交站點(diǎn)設(shè)置以及公交OD對(duì)出行更高離/·km出行時(shí)甸min程車(chē)速|(zhì)停車(chē)延誤/min調(diào)度方案對(duì)路網(wǎng)交通狀態(tài)的影響。編號(hào)總值平均值總值{平均值km·b‖總值|半均值表4各站點(diǎn)的?？烤€路8981.9130公交站點(diǎn)編號(hào)停暮公交線路公交站點(diǎn)編號(hào)?？抗痪€路1.941402.014312、5、6s51285168417.16141327l、2,5、6總計(jì)123824251573358431832、5,6表6各路段在仿真時(shí)段內(nèi)的交通量分布情4仿真的動(dòng)畫(huà)輸出路段|8:30-8:45|8:45-9:009仿真過(guò)程的動(dòng)畫(huà)輸出是展現(xiàn)路網(wǎng)交通狀態(tài)的1|269379287400270378271376個(gè)重要方式。圖3為示例路網(wǎng)仿真運(yùn)行過(guò)程的一個(gè)2223307199288194278164232全景畫(huà)面。當(dāng)然,通過(guò)圖面的縮放還可以觀察各個(gè)局部的情況表7各路段在仿真時(shí)段內(nèi)的車(chē)速分布情況/km·h路段編碼8:30~8:45|8:45-909:00-9159:15-9:30表8各路段在仿真時(shí)段內(nèi)的停車(chē)延誤/s路段8:30~8:458:45~9:009:00~9159:15~9:30編碼|總值車(chē)均偵總值車(chē)均值|總值車(chē)均值|總值|車(chē)均值26.2808529.4823430圖3爪例路網(wǎng)仿真運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)全景畫(huà)面2679357423-56723.55仿真結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出4|359681794813162|286除了直觀的動(dòng)畫(huà)輸出方式外,TJTS仿真系統(tǒng)表9各交叉囗進(jìn)口道在仿真時(shí)段內(nèi)的排隊(duì)長(zhǎng)度情況m8:30~8:458:45~9:009:00~9:159:15~9:3交叉口編碼進(jìn)囗路段編碼最大最平均最大40.63745.35165.957.582.360.2215.3276.1100.0124.9116.064.2中國(guó)煤化工173.5CNMH92.535.392.2203.196.14,673,645.5增刊鄒智軍:TJTS仿真系統(tǒng)的應(yīng)用由于仿真過(guò)程可以記錄路網(wǎng)中的每一輛車(chē)小至仍以圖1所示的路網(wǎng)為例,考察路段1、路段每01s(或更小的時(shí)間間隔)的行車(chē)狀態(tài)的情況,因13、路段29所構(gòu)成的由北至南交通走廊,以及由路此可以根據(jù)需要增加如停車(chē)次數(shù)、沖突次數(shù)、車(chē)道變段30、路段14路段2所構(gòu)成的南至北交通走廊在換次數(shù)等其它許多交通狀態(tài)評(píng)價(jià)或分析指標(biāo)的統(tǒng)行經(jīng)公交車(chē)輛有所增加的情況下設(shè)置公交專(zhuān)用道的計(jì),統(tǒng)計(jì)時(shí)間段當(dāng)然也可任意調(diào)整。可見(jiàn),TJTS交可行性。通仿真系統(tǒng)對(duì)路網(wǎng)的動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)的描述功能是非根據(jù)路網(wǎng)的車(chē)輛OD分布及各公交線路的走向常強(qiáng)的。和發(fā)車(chē)頻率,可以得到上述三路段仿真時(shí)段內(nèi)的交6公交專(zhuān)用道設(shè)計(jì)示例通量及車(chē)型構(gòu)成情況如表10所示利用TjTS仿真系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試對(duì)上述三路對(duì)公交車(chē)運(yùn)行效率的提高程度以及對(duì)非公交車(chē)段設(shè)置與不設(shè)置公交專(zhuān)用道的情況進(jìn)行了測(cè)試,圖運(yùn)行的影響程度分析是考慮是否設(shè)置公交專(zhuān)用道的4為路段設(shè)置為公交專(zhuān)用道時(shí)車(chē)輛的運(yùn)行情況關(guān)鍵因素,利用TJTS仿真系統(tǒng)能夠很方便地滿(mǎn)足考察路段上公交車(chē)及非公交車(chē)的運(yùn)行效率評(píng)價(jià)指標(biāo)這一分析要求情況如表11、12所示表10各路段交通量及車(chē)型構(gòu)成情況非公交車(chē)流量/veh;h-1公交車(chē)流量/veh·h“1路段編號(hào)/veh·h1170756126088228815705761230920210表11不設(shè)置公交專(zhuān)用道時(shí)所考察路段的交通運(yùn)行狀況行程車(chē)速/km·h-1停車(chē)延誤/s平均廷誤/s·veh-停車(chē)次數(shù)/次h路段編號(hào)NB總體19.416724308703759432.0329327384134617308.936.533314935993403455.314705573540.63873248333561370.2222810961520.610.418931.4{28.6162813965755986.541.24549817552250425407230224232610.302:4151|0151表12設(shè)置公交專(zhuān)用道時(shí)所考察路段的交通運(yùn)行狀況行程車(chē)速/km·h-1停車(chē)延誤/s平均延誤/ s. veh-1停車(chē)次數(shù)/次·h-1路段編好NB總體B22526.125.444|371974163821.138.835.62881726219331.42.21420538067522252430.334.2106027663825637.8298862941252152.33673948311216242Q112:8中國(guó)煤化工20.83028.31263141985461346CNMHG25.141.940.322580225810.1注:表中B表示公交車(chē)NB表示非公交車(chē)路學(xué)報(bào)2001年對(duì)比分析以上各表的數(shù)據(jù),得到設(shè)置公交專(zhuān)用道以后的考察路段上交車(chē)運(yùn)行效率的提高情況及對(duì)非公交車(chē)運(yùn)行效率的影響情況如表13所示。從表13可以看出,設(shè)置公交專(zhuān)用道后,路段1和路段14上公交車(chē)的運(yùn)行效率有較明顯的改善,而且對(duì)路段上的非公交車(chē)輛的運(yùn)行產(chǎn)生大的影響,因而路段1和路段14應(yīng)該優(yōu)先考慮設(shè)置公交專(zhuān)用道。其它路段在設(shè)置公交專(zhuān)用道后對(duì)公交專(zhuān)用道后公交車(chē)運(yùn)行效率的提高并不明顯。尤其是路段13,由于設(shè)置了公交專(zhuān)用道對(duì)路段上的非公交車(chē)輛造成了非常嚴(yán)重的影響,因而不具備設(shè)置公交專(zhuān)用道的可行圖4設(shè)量公交專(zhuān)用道時(shí)的車(chē)輛運(yùn)行狀況(帶小損線的車(chē)遙為公交專(zhuān)用道性表13設(shè)置公交專(zhuān)用道后各路段公交車(chē)運(yùn)行效率的變化情況行程車(chē)速/%停乍延誤/%平均延誤/%停車(chē)次數(shù)/%路段編號(hào)T16.054-2.7-34020.510.8-34117.92502821.-1231-4.99353.6-52942452|-2582496292.5-2.3136-23.540.927|-2.3-1.112.17.81.5|8.720132-10-2245-24-2.556-24-102350188162.0同時(shí)應(yīng)該指出的是,由于目前為止TJTS仿真結(jié)語(yǔ)模型還未得到有效的驗(yàn)證,因而目前的應(yīng)用仍是針筆者通過(guò)較多的示例介紹了TJTS仿真系統(tǒng)的對(duì)一些設(shè)計(jì)的示例而進(jìn)行的,TTS系統(tǒng)的實(shí)例應(yīng)應(yīng)用情況。這些應(yīng)用示例表明,TTS仿真系統(tǒng)作為用還有待于進(jìn)一步研究。個(gè)實(shí)驗(yàn)分析平臺(tái),既可以在制定各種具體的交通控制、管理及道路設(shè)計(jì)方案過(guò)程中起到一個(gè)靈活方參考文獻(xiàn)使的輔助設(shè)計(jì)工具作用,又可以為諸如通行能力、路[1]鄒智軍,城市道路交通仿真研究[D]上海:同濟(jì)大學(xué),阻函數(shù)等一些基礎(chǔ)性的研究領(lǐng)域提供豐富多樣的實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)