近日,市公路中心联合高速集团、北京交研智慧共同承担完成的市交通运输委科技课题“基于多源交通大数据的高速公路网交通仿真平台实施方案研究”(以下简称“仿真课题”)通过验收评审。课题组总结了项目的主要情况,研究成果和后续推广建议,以供工作参考。
一、课题研究背景
应用交通仿真技术支撑交通组织设计、施工养护管理是国内外大城市科技交通发展的常态,北京、上海、广东、江苏等地区已经进入常态化使用阶段。2023年9月,交通运输部发布《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》,提出实施公路数字化专项行动,推动公路建设、管理、养护、运行、服务全流程数字化转型,明确提出了交通仿真模拟在公路基础设施建设和管理中的支撑手段作用。天津市在交通工程设计、施工组织和交通管理中,交通仿真的应用仍然较少。制约交通仿真应用的因素有两个方面,其一是传统的仿真工具往往是离线系统,方案仿真实施周期长;其二是微观仿真需要搭建精细化的路口车道模型,全市路网铺开建设工程量巨大,而中观和宏观层面路网仿真与微观仿真不能相互联系,仿真工具应用经济性存在困难。
二、课题研究目标和成果
针对仿真系统存在的问题,2022年公路中心牵头组织申报了“仿真课题”,系统地研究了基于多源交通大数据的高速公路网交通仿真平台搭建方案,以及在交通事故、施工养护、节假日大流量、临时交通管制四种典型场景下的应用方法,并以津蓟高速作为试点进行了应用。经过一年多联合技术攻关工作,课题研究提出了基于路段相似性的轻量化仿真方法,即利用高速公路线型和车道分布的规律性,将高速公路划分为若干个典型路段,使用典型路段的拼接实现任意高速公路仿真环境的快速搭建,并应用轻量化三维界面进行仿真结果的可视化展示,实现仿真系统的在线运行和快速仿真。另一方面,在仿真工具基础上进行二次软件开发,实现宏观和微观仿真数据的程序自动对接,实现路网层面使用宏观仿真找出薄弱点,然后再调用微观模型进行深入模拟分析的自动化流程,实现宏微观交通仿真的自动化应用。
图1津蓟高速仿真界面(节选)
三、结论和建议
“仿真课题”研究证明:使用轻量化建模方法,辅助定制化仿真控制平台开发,针对高速公路的机动车交通流量网络,能够实现快速、可视的仿真辅助决策。天津市公路管理重心已从大规模建设转为高质量管养的新发展阶段,道路养护、维修施工、大流量和临时管制很容易引起局部交通拥堵,导致道路运输功能受损。借鉴北上广深等城市,建设仿真平台实现方案实施前的仿真论证、实施中的大数据运行监测和实施后的“大数据+仿真再现”,加之组织仿真方案自学习和训练,可为后续公路交通数字孪生系统建设夯实基础。
下一步,在推进天津市公路网仿真平台建设应用过程建议分两步实施。一是选择养护施工工程较多、路网密度较高的局部片区为试点,整理基础路网和交通流数据,搭建区域高速公路网交通仿真平台,进行试点应用;二是总结试点经验,将仿真平台扩大到全市高速公路网,同时,积极争取纳入交通运输部数字公路建设试点工程等重点支持。
(天津市交通运输委员会 2023-11-20 13:25:00)
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