《基于微觀仿真技術(shù)的城市交叉口交通組織評(píng)價(jià)指南》

ICS03.220.20

CCSR80/89

CTS

中國(guó)道路交通安全協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CTSXXXX—XXXX

基于微觀仿真技術(shù)的城市交叉口交通組織

評(píng)價(jià)指南

GuidelineforMicroscopicSimulationofUrbanIntersectionsTrafficManagement

Design

（征求意見稿）

（本草案完成時(shí)間：2022/05/30）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)道路交通安全協(xié)會(huì)??發(fā)布

T/CTSXXXX—XXXX

基于微觀仿真技術(shù)的城市交叉口交通組織評(píng)價(jià)指南

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了微觀交通仿真在開展城市交叉口交通組織設(shè)計(jì)時(shí)的仿真流程，數(shù)據(jù)采集、交通運(yùn)行建

模、模型校驗(yàn)、模型運(yùn)行各環(huán)節(jié)內(nèi)容，以及評(píng)價(jià)報(bào)告、仿真模型管理內(nèi)容。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于城市交叉口交通組織設(shè)計(jì)中，利用微觀交通仿真技術(shù)開展仿真評(píng)價(jià)。涉及城市交叉口

的道路規(guī)劃設(shè)計(jì)、改擴(kuò)建設(shè)計(jì)、可行性研究等項(xiàng)目中的仿真評(píng)價(jià)及仿真模型審核等工作，可參照?qǐng)?zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T33171《城市交通運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)規(guī)范》

GB/T50647《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》

CJJ/T141《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

微觀仿真技術(shù)SimulationEvaluation

通過使用交通仿真程序或軟件，以單個(gè)車輛、非機(jī)動(dòng)車及行人等交通參與者為對(duì)象，可視化地復(fù)現(xiàn)

其交通參與者在交通系統(tǒng)中的運(yùn)行情況，并對(duì)該交通仿真系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估的技術(shù)。

模型校驗(yàn)Modelcalibrationandverification

模型校驗(yàn)一般包括仿真模型的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。校準(zhǔn)是通過改變仿真模型的底層參數(shù)，使模型輸出更加

準(zhǔn)確的接近現(xiàn)實(shí)情況；驗(yàn)證是指在確定的底層參數(shù)下，在新輸入數(shù)據(jù)條件下可否同樣準(zhǔn)確描述現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

微觀仿真評(píng)價(jià)Simulationevaluation

通過微觀仿真系統(tǒng)輸出的交通運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)，對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行各角度的評(píng)估。

4仿真流程

仿真評(píng)價(jià)流程包括數(shù)據(jù)采集、路網(wǎng)建模、交通運(yùn)行建模、交通環(huán)境建模、模型校驗(yàn)、模型運(yùn)行、

仿真評(píng)價(jià)報(bào)告生成、仿真模型管理。

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圖1仿真流程圖

5數(shù)據(jù)采集

仿真數(shù)據(jù)主要包括道路數(shù)據(jù)、交通運(yùn)行數(shù)據(jù)、交通管控?cái)?shù)據(jù)、交通環(huán)境數(shù)據(jù)及校正數(shù)據(jù)等。

道路數(shù)據(jù)主要指道路以及道路上附屬設(shè)施幾何參數(shù)，主要包括道路寬度、長(zhǎng)度、車道數(shù)、斷面結(jié)

構(gòu)、坡度、水平曲率、高度限制、交通渠化設(shè)計(jì)、交叉口位置、出入口位置、轉(zhuǎn)向車道、附屬設(shè)施等。

交通運(yùn)行數(shù)據(jù)

5.3.1交通運(yùn)行數(shù)據(jù)由交通流數(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)和慢行交通特性等構(gòu)成。

5.3.2交通流數(shù)據(jù)主要包括通行能力、延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度以及區(qū)分流向的機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人的交

通流量等。

5.3.3車輛數(shù)據(jù)分為車輛特性數(shù)據(jù)和駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)：

a）車輛特性數(shù)據(jù)是指交通參與者所具有的幾何特征和動(dòng)力特征，如車輛長(zhǎng)、寬、最大加速度、最

大減速度、期望速度等。

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b）駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)是指駕駛?cè)怂哂械奶卣?，如駕駛冒險(xiǎn)性、路徑選擇行為、信息遵從率等，以

及跟馳行為、變道行為模型所涉及參數(shù)等。

5.3.4慢行交通特性一般指非機(jī)動(dòng)車騎速、行人步速、守法率等數(shù)據(jù)。

交通管控?cái)?shù)據(jù)

5.4.1交通管控?cái)?shù)據(jù)由交通控制數(shù)據(jù)、交通管理數(shù)據(jù)組成。

5.4.2交通控制數(shù)據(jù)指交叉口所采用交通管控措施數(shù)據(jù)，如路口控制方式、信號(hào)配時(shí)方案、特殊交通

管控方式起始及終止時(shí)間、管控對(duì)象等。

5.4.3交通管理數(shù)據(jù)指各類交通管理設(shè)施的形式及其位置，如標(biāo)志標(biāo)線樣式及位置、隔離設(shè)施樣式及

位置、公交站臺(tái)的樣式及位置等。

交通環(huán)境數(shù)據(jù)主要指路口周邊及仿真時(shí)段的環(huán)境數(shù)據(jù)，如天氣、周邊用地性質(zhì)、建筑三維模型結(jié)

構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)。

校正數(shù)據(jù)

5.6.1校正數(shù)據(jù)分為校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

5.6.2校準(zhǔn)數(shù)據(jù)用于模型校準(zhǔn)所使用數(shù)據(jù)，如飽和流量、行程時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度、延誤等。

5.6.3驗(yàn)證數(shù)據(jù)用于評(píng)價(jià)仿真模型可信度所使用數(shù)據(jù)，如交通量、行程時(shí)間、速度等。

所需要采集數(shù)據(jù)的類型、時(shí)段、樣本量等，應(yīng)根據(jù)仿真的目標(biāo)進(jìn)行確定。

現(xiàn)狀數(shù)據(jù)優(yōu)先從相關(guān)部門獲得，并應(yīng)與實(shí)際情況進(jìn)行校核，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。無歷史數(shù)據(jù)的，

應(yīng)通過實(shí)際測(cè)量獲得。

對(duì)于規(guī)劃階段的仿真，應(yīng)基于現(xiàn)狀數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過預(yù)測(cè)獲得相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，或可選擇同類型交

叉口的歷史數(shù)據(jù)作為參考進(jìn)行確定。

6路網(wǎng)建模

仿真區(qū)域

6.1.1仿真區(qū)域應(yīng)根據(jù)仿真目的和仿真對(duì)象類型進(jìn)行確定。

6.1.2交叉口交通仿真評(píng)價(jià)區(qū)域選定可按照以下原則：

a）單個(gè)交叉口進(jìn)行仿真的時(shí)候，仿真范圍一般應(yīng)包括交叉口范圍，并向后延伸至少50m。

b）對(duì)設(shè)有公交專用車道、可變車道、實(shí)施禁限行等特殊路口進(jìn)行仿真，一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，適

當(dāng)擴(kuò)大仿真范圍，保證仿真模型能夠覆蓋這些特殊管制措施所影響的范圍。

c)當(dāng)目標(biāo)交叉口排隊(duì)溢出至上游交叉口時(shí)，則上游交叉口也應(yīng)納入仿真區(qū)域中。

d）對(duì)多個(gè)交叉口進(jìn)行仿真時(shí)，仿真區(qū)域應(yīng)包含這些交叉口之間的連接路段。如連接路段連接較大

吸發(fā)量的小區(qū)時(shí)，宜將其納入考慮。

路網(wǎng)構(gòu)建

6.2.1在確定仿真區(qū)域后，導(dǎo)入仿真路網(wǎng)底圖，確認(rèn)比例尺，根據(jù)實(shí)際路網(wǎng)情況進(jìn)行設(shè)置。

6.2.2路段設(shè)置應(yīng)能如實(shí)反映出路段的車道數(shù)、斷面形式、彎道、坡道、沿線出入口等幾何形式，以

及公交專用道、BRT車道、有軌電車車道、潮汐車道、單行道等交通管控措施。

6.2.3交叉口設(shè)置應(yīng)能如實(shí)反映出交叉口的車道數(shù)、車道功能、交叉口形狀等幾何形式，交叉口渠化

設(shè)計(jì)、交通組織、行人過街設(shè)施等交通管控措施。

6.2.4仿真范圍內(nèi)設(shè)有公交站臺(tái)的，應(yīng)根準(zhǔn)確設(shè)置公交站臺(tái)的尺寸、樣式等。

6.2.5對(duì)于采用特殊管控措施的路口或畸形路口，應(yīng)能對(duì)管控措施、停車線位置及過街設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確

構(gòu)建。

6.2.6仿真路網(wǎng)底圖的比例應(yīng)保持一致，確保路段之間連通性。

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7交通運(yùn)行建模

輸入的車輛數(shù)據(jù)應(yīng)能反映出在仿真時(shí)間段內(nèi)的車輛組成、類型、比例、期望速度、加減速度等情

況。

輸入不同交通流向流量、運(yùn)行路徑及比例、道路限速等數(shù)據(jù)后，應(yīng)能模擬出仿真時(shí)間段內(nèi)，交通

運(yùn)行的實(shí)際狀況，以及流量隨時(shí)間變化的特征。

輸入的公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)能如實(shí)反映所仿真時(shí)段內(nèi)的公交車發(fā)車間隔、經(jīng)停站點(diǎn)、線路運(yùn)行期

望速度等公交運(yùn)行信息以及乘客在公交站點(diǎn)的上下車時(shí)間分布等需求信息。軌道交通參考設(shè)置。

在駕駛?cè)撕头菣C(jī)動(dòng)車、行人數(shù)據(jù)輸入時(shí)，應(yīng)充分考慮駕駛行為和行人行為特性，一般包括跟馳行

為、變道行為及反應(yīng)時(shí)間等。

無信號(hào)控制場(chǎng)景下，各類交通流在交叉或者共享空間內(nèi)同時(shí)運(yùn)行，仿真模型中應(yīng)合理地反映交通

流的優(yōu)先權(quán)，默認(rèn)實(shí)際情況下為共享優(yōu)先權(quán)或有限優(yōu)先權(quán)通行。

信號(hào)控制交叉口通過對(duì)信號(hào)方案的設(shè)置，應(yīng)能模擬出信號(hào)放行過程。

對(duì)于設(shè)有存如公交專用道、BRT車道、軌道交通等場(chǎng)景，應(yīng)實(shí)現(xiàn)與實(shí)際運(yùn)行情況一致的專用車道

運(yùn)行效果。

8交通環(huán)境建模

可根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行交通環(huán)境建模。當(dāng)對(duì)交通仿真的環(huán)境進(jìn)行建模時(shí)，至少應(yīng)能反映出交通標(biāo)志

標(biāo)線、隔離護(hù)欄、安全島、渠化島、交通島、信號(hào)等交通管理和渠化設(shè)施設(shè)置情況。

可根據(jù)需要反映出沿線的進(jìn)出口、停車泊位、公交站臺(tái)等沿線設(shè)施的外觀樣式，沿線道路綠化景

觀、周邊建筑外觀等環(huán)境，運(yùn)行車輛外觀等進(jìn)行模擬。

當(dāng)需要仿真在特殊環(huán)境對(duì)交通影響時(shí)候，可對(duì)天氣、照明等外在環(huán)境建模。

9模型校驗(yàn)

模型校驗(yàn)一般包括軟件檢查、建模檢查、輸出動(dòng)畫檢查、參數(shù)檢驗(yàn)。

軟件檢查指需要了解目前所使用仿真軟件的版本、存在的軟件缺陷及補(bǔ)丁信息，以避免軟件本身

的問題對(duì)模型效果的影響。

建模檢查指對(duì)建模過程中所有的建模要素進(jìn)行的檢查，包括模型預(yù)檢驗(yàn)、基礎(chǔ)路網(wǎng)模型與控制管

理數(shù)據(jù)檢查、交通需求數(shù)據(jù)檢查、交通仿真參數(shù)檢查、車輛及駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)檢查、輸出數(shù)據(jù)檢查。

a）模型預(yù)檢驗(yàn)依照仿真場(chǎng)景、目的等，對(duì)仿真場(chǎng)景可能出現(xiàn)的影響因素進(jìn)行總體把握，逐一確認(rèn)。

b）基礎(chǔ)路網(wǎng)模型與控制管理數(shù)據(jù)檢查主要檢查基礎(chǔ)路網(wǎng)的連貫性，路段幾何線形一致性以及交叉

口控制參數(shù)及管理方式、路口及路段中對(duì)禁止轉(zhuǎn)彎、車道關(guān)閉及車道限制等管理方式與實(shí)際需求相符性。

c）交通需求數(shù)據(jù)檢查主要檢查每個(gè)發(fā)車點(diǎn)的車輛組成比例、不同車輛的期望速度分布以及轉(zhuǎn)彎車

輛比例等設(shè)置。

d）交通仿真參數(shù)檢查主要包括檢查所設(shè)定的仿真時(shí)段、隨機(jī)數(shù)種子的選擇、仿真次數(shù)選擇過程等

合理性。

e）車輛及駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)檢查主要檢查并修改車輛類型及動(dòng)力特性參數(shù)；檢查并修改駕駛?cè)诵袨?/p>

特性參數(shù)。

f）輸出數(shù)據(jù)檢查主要包括仿真輸出數(shù)據(jù)的設(shè)定、采集數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)采集的時(shí)間及頻率等是否滿

足需求。

輸出動(dòng)畫檢查是檢查仿真模型運(yùn)行效果真實(shí)性，可從如下開展檢驗(yàn)：

a）車輛行為特征一致性檢驗(yàn)，如車輛在交織區(qū)的交織特征、車輛的停車特征等；

b）路段上車輛進(jìn)出和預(yù)計(jì)一致性檢驗(yàn)，關(guān)注是否存在無故消失或產(chǎn)生車輛；

c）路網(wǎng)上產(chǎn)生交通擁堵的點(diǎn)或區(qū)域與實(shí)際情況一致性；

d）排隊(duì)的長(zhǎng)度與實(shí)際情況一致性；

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e）車輛讓行、換道，公交?？?，不同交通流之間的干擾、沖突等與實(shí)際情況一致性；

f）車輛變道、加減速位置等分布與路口渠化設(shè)計(jì)及交通組織的符合性；

g）信號(hào)控制方案與實(shí)際運(yùn)行一致性，沖突流向的信號(hào)是否能夠準(zhǔn)確控制；

h）其他交通管控措施運(yùn)行與實(shí)際情況一致性。

參數(shù)檢驗(yàn)時(shí)所選取的校驗(yàn)參數(shù)，應(yīng)能對(duì)交通控制運(yùn)行、交通流特性和駕駛?cè)诵袨樘匦赃M(jìn)行校驗(yàn)。

參數(shù)選取可以是單個(gè)，也可多個(gè)。

所選取參數(shù)宜既能由模型輸出，且可在實(shí)際中獲得，以便將仿真結(jié)果與實(shí)際進(jìn)行比較，可參考5.6

選取參數(shù)。

一般情況下，多選擇飽和流量、平均周期最大排隊(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)校驗(yàn)。方法如下：

a）實(shí)際飽和流量s統(tǒng)計(jì)方法如下，也可根據(jù)表1進(jìn)行估算。

?

1??

:第n個(gè)信號(hào)周期中，綠燈啟亮10s?之=后，?連續(xù)通過停車線的車輛數(shù)；

1?

:飽和時(shí)間，一個(gè)信號(hào)周期中，綠燈啟亮