微观交通工程技术在城市交通改善中的应用

摘要：随着城市经济发展速度不断加快，交通环境更为复杂。通过将微观交通技术应用在城市交通改善环节，建立功能完善的微观交通平台，能够积极开展交通规划工作，分析存在于交通设施运行期间的各类问题，制定科学城市交通改善对策，充分挖掘出交通网络中的道路通行潜力。对此，本文首先阐述微观交通仿真技术概念、仿真技术流程，提出基于城市交通管理等微观交通平台结构，明确微观交通工程技术在城市交通改善中的应用场景。

关键词：微观交通工程技术；城市交通改善；应用

前言：现阶段城市汽车保有量日渐增长，城市道路用地与交通资源更为紧缺。由于交通需求与交通供给不匹配，早期城市规划不合理，还需使用先进的微观交通仿真技术手段，构建功能完善的微观交通管理平台，为改善城市交通拥堵、提高交通安全水平提供重要理论依据。

1、微观交通仿真技术概念与应用流程

1.1微观交通仿真技术概念

微观交通仿真就是以单个车辆为研究对象，细致研究交通系统环境特征。模拟不同情形下车辆驾驶行为、行人特征。

微观交通仿真研究内容涉及公路交通仿真、城市交通及交通节点仿真、交通环境仿真等内容[1]。

微观交通仿真模型可分析交通路网环境模型、个体车辆驾驶行为模型两种类型。其中，交通路网环境模型又包括道路几何形状、交叉口、交通信号灯、交通标识等静态交通设施，为微观交通仿真的关键部分。

1.2微观交通仿真技术应用流程

1.2.1建立仿真模型

确立仿真对象、仿真范围与仿真目的，通过采集城市交通基础资料，包括道路几何条件、交通流数据等，构建微观交通仿真模型，在模型中输入基础数据。

1.2.2模型校验

依据交通调查数据，调整仿真模型参数，确保建立的仿真模型契合对象交通运行状态。

1.2.3仿真评价

结合交通规划设计方案内容，为模型输入不同参数，通过形成仿真评价指标，对比分析不同设计方案的效果，为城市交通改善工作提供重要理论依据。

2、城市交通改善中微观交通平台结构、功能与信息管理

2.1微观交通平台结构

第一，感知层。感知层负责收集城市交通基础设施运行期间的各类信息，借助感知设备，检测运行状态。感知层包括检测设备、视频检测设备、循环数据、数据检测装置。在设备检测过程中也可使用多普勒超声波流量计、DWI投入式液位计，判断设备运行状态；

第二，网络层。收集完毕后的交通基础设施可以通过网络层共享，明确数据共享顺序及共享层次，构建智慧交通基础设施系统网络体系；

第三，数据层[2]。数据层主要用于交通基础设施数据的汇总与整理，处理感知层收集到的信息，如运行信息、业务信息等。由于城市交通基础设施涉及的数据量巨大，可配合适用于计算方式，增强数据存储及处理效果；

第四，平台层。平台可利用应用系统、Web服务装置、软件服务设施，满足不同业务开展期间的数据管理要求，完善水务时空大数据云平台、优酷管理平台功能；

第五，应用层。借助应用层可以将数据资源及业务信息进行全面分析及统筹管理，细化系统中定位、监测及线路管理功能，形成更为完善的业务系统；

第六，门户层。门户层就是微观交通系统中的网络浏览装置、手机移动app，为管理部门及其他用户提供完善的运行信息服务。

2.2微观交通平台功能

2.2.1信息采集与存储

使用微观交通平台系统能够将交通基础设施建设及运行期间的各类信息收集起来，例如道路信息、车流量信息、辅助设备信息等，进一步提升信息采集频率，增强信息采集全面性。借助多普勒超声波流量检测装置，还可增强检测效率、信息发送频率，将获得的检测数据存储在数据库中。由于微观交通平台中的运行数据完成度较高，实时更新中的各类信息，对整个区域交通基础设施进行设计及新建。

2.2.2多维管理

微观交通平台能够连接信息技术，对交通基础设施展开建模处理。明确交通基础设施检查井中的水位以及水量，整合收集到的各类信息。微观交通平台中的多维系统也能够将收集到的数据以及地理信息图纸相结合，锁定道路属性以及道路所在位置，绘制道路纵横断面图，判别管线间的连通性。

2.2.3交通基础设施检测、评估及预警

通过使用微观交通平台，也能够帮助管理部门快速建立多维道路系统图，标注交通基础设施内实时数据及历史数据，使检修部门能够快速锁定交通基础设施中的故障节点。由微观交通平台对比分析交通基础设施历史检测数据、现有检测数据，发现道路运行期间存在的沉降不均匀、开裂或塌陷等情况，向管理人员及时发送预警信息，确保道路运行环节存在的异常问题能够得到及时解决。

2.2.4设备管理功能

微观交通平台中的设备管理功能包括信息录入、设备信息查询、设备维护等。通过将设备中的各项数据输入系统中，对设备维护信息进行抽查验收，及时完善设备管理期间存在的不足之处。由系统将收集到的数据自动生成报表，辅助设备维修及构件替换。

2.2.5智慧巡检功能

微观交通平台中的智慧巡检养护系统也能够对交通基础设施运行状态进行巡检，巡检人员遇到状况时可以通过图片及文字录入的方式显示故障位置。管理人员可借助系统协助管理人员绘制巡检道路，提高道路运行效率，明确智慧巡检系统道路运行轨迹。

2.3信息管理系统

2.3.1信息采集系统结构

微观交通平台中的信息采集系统主要包括后端中心平台及前端采集服务器。借助前端采集服务器能够收集并汇总设备运维信息，将处理后的数据完整地输入到服务器模块中，由服务器模块进行进一步处理。

2.3.2前端数据采集模块

交通工程机电设备微观交通平台中的前端数据采集模块负责数据的整理及收集，应安装在公路周边适宜节点处，收集设备运行数据，结合采集模块反馈的设备运行实际情况，设计运行状态及运行参数，使连接节点状态发生自动转化。

2.3.3 采集接收服务模块

微观交通平台信息采集系统的采集接收服务模块是重要的后端装置，开发及运行管理的要求更高。在运维系统中配备一台接收服务装置，容易在出现故障的情况下发生数据传输中断问题[3]。为充分发挥出接收服务模块的积极作用，保障信息接收水平，还需要在条件允许的情况下建立服务器集群，进一步提升设备运行环节的吞吐量，对收集到的数据开展高效处理，保障系统运行安全。

3、微观交通工程技术在城市交通改善中的应用场景

3.1信号控制优化

城市中含有数量庞大的信号控制交叉口，每个信号交叉口需设计分时段控制方案，导致信号控制工作量激增，一定程度影响到人工信号配时效率比，无法直观反映出配时效果。通过使用微观交通仿真及分析技术手段，能够对单点信号配置与交通信号方案进行协同优化。

3.2交通影响评价

城市交通体系中的交通影响评价对象为城市中新建项目对建成区的交通影响，新建项目分为非交通设施建设与交通设施建设两种类型，均影响周边交通环境，对于非交通设施建设项目而言，如住宅小区建设等需首先评价研究范围与研究年限，分析交通现状。结合土地利用效率及建筑面积预测交通项目交通吸引量及发生量，合理分配在路网上；对于交通设施建设项目而言，市政道路建设与高架桥梁等项目也会对周边交通造成不利影响，通过收集基本资料及周边路网，制定科学合理的疏导方案，使用微观交通方针与分析技术进行仿真验证。

总结：总而言之，将微观交通仿真技术应用在构建微观交通平台中，可从根本上提升城市交通管理水平，改善城市交通运行质量。由于当前微观交通技术应用标准缺失，还需结合城市发展交通发展特征，构建功能完善的微观交通平台，及时发现并解决存在与交通设施运行期间的质量问题，预测交通基础设施风险，制定科学合理的城市交通改善措施。

参考文献：

[1]王嘉伟.面向在线仿真的微观交通建模关键技术研究[D].中国科学技术大学，2022.

[2]徐子汉.高真实度微观交通仿真引擎关键技术研究与应用[D].电子科技大学，2022.

[3]张国华.微观交通工程技术在城市交通改善中的应用探讨[J].道路交通与安全，2001，（04）：24-27.