《T-CTS 13-2023 城市道路交叉口交通組織 微觀仿真技術(shù)指南》

ICS03.220.20

CCSR80/89

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CTS13—2023

城市道路交叉口交通組織

微觀仿真技術(shù)指南

Guidelineformicroscopicsimulationofurbanintersectionstraffic

operation

2023-7-12發(fā)布2023-7-15實(shí)施

中國道路交通安全協(xié)會發(fā)布

T/CTS13—2023

城市道路交叉口交通組織

微觀仿真技術(shù)指南

1范圍

本文件規(guī)定了城市道路交叉口交通組織微觀交通仿真的仿真流程、數(shù)據(jù)采集、路網(wǎng)建模、交通運(yùn)行

建模、模型校驗(yàn)、可視化建模、模型運(yùn)行，以及仿真評價報告。

本文件適用于利用微觀仿真技術(shù)開展城市道路交叉口交通組織仿真評價，城市道路交叉口的規(guī)劃設(shè)

計、改擴(kuò)建設(shè)計、可行性研究等可參照執(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/T50647城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范

3術(shù)語和定義

請選擇適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)語

3.1

微觀交通仿真技術(shù)microscopictrafficsimulationtechnique

使用交通仿真軟件或程序，在適用于交叉口的尺度上和精度上，對道路、車輛和行人、自行車構(gòu)成

的交通系統(tǒng)在計算機(jī)中進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，用于對交通系統(tǒng)運(yùn)行特征的評估。

3.2

模型校正modelcalibrationandverification

模型校正包括仿真模型的校準(zhǔn)和驗(yàn)證。

3.3

模型校準(zhǔn)modelcalibration

校準(zhǔn)是通過改變軟件底層模型參數(shù)，使仿真模型輸出接近現(xiàn)實(shí)情況的過程。

3.4

模型驗(yàn)證modelverification

驗(yàn)證是指在確定的底層參數(shù)下，檢驗(yàn)對仿真模型輸入新數(shù)據(jù)后，是否仍可以準(zhǔn)確模擬實(shí)際情況的過

程。

4仿真流程

仿真流程包括數(shù)據(jù)采集、路網(wǎng)建模、交通運(yùn)行建模、模型校驗(yàn)、可視化建模、模型運(yùn)行、仿真評價

報告編制。仿真流程見圖1。

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圖1仿真流程圖

5數(shù)據(jù)采集

5.1仿真數(shù)據(jù)組成

仿真數(shù)據(jù)主要由道路數(shù)據(jù)、交通運(yùn)行數(shù)據(jù)、交通管控數(shù)據(jù)、可視化建模數(shù)據(jù)及校正數(shù)據(jù)等組成。

5.2道路數(shù)據(jù)

5.2.1道路數(shù)據(jù)包括道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和路燈、綠化帶、公交站臺等附屬設(shè)施數(shù)據(jù)。

5.2.2道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括道路寬度、長度、車道數(shù)、斷面結(jié)構(gòu)、車道功能、坡度、平曲線半徑、限高

要求、道路相交角度、路緣石轉(zhuǎn)彎半徑、交通渠化設(shè)計、通行能力等。

5.2.3附屬設(shè)施數(shù)據(jù)包括設(shè)施名稱、編號、位置、幾何參數(shù)等。

5.3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)和慢行交通特性數(shù)據(jù)組成。

5.3.2交通流數(shù)據(jù)主要包括延誤，排隊長度，區(qū)分流向和車型的機(jī)動車、非機(jī)動車、行人的交通流量，

以及公交車流量、路線、時刻、乘客數(shù)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)。

5.3.3.1車輛特性數(shù)據(jù)是用于構(gòu)建車輛幾何特征以及模擬車輛動力特征的數(shù)據(jù)，如車輛長、寬、車輛

類型、最大加速度、最大減速度、期望速度等。

5.3.3.2駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)是用于仿真駕駛?cè)笋{駛過程中交通行為特征的數(shù)據(jù)，主要為跟馳行為、變道

行為等模型所涉及參數(shù)，如駕駛冒險性、路徑選擇行為、信息遵從率等。

5.3.4慢行交通特性數(shù)據(jù)是用于仿真非機(jī)動車騎車人、行人交通出行行為特征的數(shù)據(jù)，主要包括非機(jī)

動車騎速、行人步速、守法率等數(shù)據(jù)。

5.4交通管控數(shù)據(jù)

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T/CTS13—2023

5.4.1交通管控數(shù)據(jù)由交通控制數(shù)據(jù)、交通管理設(shè)施數(shù)據(jù)組成。

5.4.2交通控制數(shù)據(jù)是用于仿真交叉口所采用交通控制措施的數(shù)據(jù)，如路口控制方式、信號配時方案、

道路限速值、交通組織措施、交通管控方式起始及終止時間、管控對象等。

5.4.3交通管理設(shè)施數(shù)據(jù)指用于展示各類交通管理設(shè)施的形式及其位置的數(shù)據(jù)，如道路交通信號燈、

道路交通標(biāo)志和標(biāo)線、隔離設(shè)施等樣式及位置。

5.5可視化建模數(shù)據(jù)

模擬交叉口周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)，如天氣、周邊用地性質(zhì)、建筑三維模型結(jié)構(gòu)等。

5.6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)是仿真模型校準(zhǔn)所使用數(shù)據(jù)，如飽和流量、行程時間、排隊長度、延誤等。

5.6.3驗(yàn)證數(shù)據(jù)是評價校準(zhǔn)后的仿真模型可信度所使用數(shù)據(jù)，如交通量、行程時間、速度等。

5.7采集要求

5.7.1數(shù)據(jù)類型以及采集的時段、時長、樣本量、精度等，需根據(jù)仿真目的和需求進(jìn)行確定。

5.7.2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。

5.7.3對于規(guī)劃階段的仿真，規(guī)劃年數(shù)據(jù)宜基于現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測獲得，也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

6.1仿真區(qū)域

交叉口的交通仿真區(qū)域按照以下方法確定：

a)單個交叉口進(jìn)行微觀仿真時，宜在GB/T50647規(guī)定的交叉口范圍基礎(chǔ)上，向上游延伸至少50m；

b)對設(shè)有公交專用車道、可變車道、實(shí)施禁限行等交叉口進(jìn)行仿真時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際交通運(yùn)行情

況，適當(dāng)擴(kuò)大仿真范圍，保證能夠覆蓋交通措施影響區(qū)域；

c)當(dāng)目標(biāo)交叉口排隊溢出至上游交叉口時，則上游交叉口也應(yīng)納入仿真區(qū)域；

d)對多個交叉口進(jìn)行仿真時，仿真區(qū)域應(yīng)包含這些交叉口之間的連接路段，連接路段上有較大

交通吸引和發(fā)生量的交通小區(qū)時，宜將其納入仿真區(qū)域。

6.2路網(wǎng)構(gòu)建

6.2.1確定仿真區(qū)域后，根據(jù)實(shí)際路網(wǎng)情況，構(gòu)建比例尺統(tǒng)一的仿真路網(wǎng)，并確保路段之間的連通性。

6.2.2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，以及交叉口

渠化設(shè)計、交通組織、行人過街設(shè)施等交叉口交通管控措施。

6.2.3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、單行道等路段交通管控措施。

6.2.4仿真范圍內(nèi)設(shè)有公交站臺的，應(yīng)按照實(shí)際公交站臺形式、尺寸等設(shè)置。

6.2.5對于采用可變車道、潮汐車道、方向禁行等交通管控措施的交叉口，以及畸形交叉口，應(yīng)能對

管控措施、停車線位置及過街設(shè)施進(jìn)行準(zhǔn)確構(gòu)建。

7交通運(yùn)行建模

7.1輸入的車輛數(shù)據(jù)應(yīng)能反映出在仿真時間段內(nèi)的車輛組成、類型、比例、期望速度、加減速度等情

況。

7.2輸入不同交通流流向流量、運(yùn)行路徑及比例、道路限速等數(shù)據(jù)后，應(yīng)能模擬出仿真時間段內(nèi)，交

通運(yùn)行的實(shí)際狀況，以及流量隨時間變化的特征。

7.3輸入的公交線路運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)能如實(shí)反映仿真時段內(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)的上下車時間分布等需求信息。軌道交通參考設(shè)置。

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T/CTS13—2023

7.4在機(jī)動車和非機(jī)動車、行人數(shù)據(jù)輸入時，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、反應(yīng)時間及期望速度等。

7.5無信號控制場景下，各類交通流在交叉或者共享空間內(nèi)同時運(yùn)行，仿真模型中應(yīng)合理地反映交通

流的優(yōu)先權(quán)。

7.6信號控制交叉口通過對信號方案的設(shè)置，應(yīng)能合理地模擬出車流遇信號燈排隊集結(jié)和排隊消散的

過程及特性。

7.7對于設(shè)有公交專用道、軌道交通等場景，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模型校驗(yàn)

8.1模型校驗(yàn)一般包括軟件檢查、建模檢查、輸出動畫檢查、模型校正。

8.2軟件檢查應(yīng)檢查仿真軟件版本、存在的軟件缺陷及補(bǔ)丁信息。

8.3建模檢查應(yīng)對建模過程中所有的建模要素進(jìn)行檢查，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、車輛及駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)檢查、輸出數(shù)據(jù)檢查，要求如下：

a)模型預(yù)檢驗(yàn)，應(yīng)檢查仿真場景可能出現(xiàn)的影響因素，逐一確認(rèn)是否符合仿真場景和仿真目的；

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)及交通組織管控方式與實(shí)際情況是否相符；

c)交通需求數(shù)據(jù)檢查，主要檢查車輛組成比例、不同車輛的期望速度分布以及轉(zhuǎn)彎車輛比例等

設(shè)置是否與現(xiàn)實(shí)情況相符；

d)車輛及駕駛?cè)颂匦詳?shù)據(jù)檢查，主要檢查車輛類型、動力特性參數(shù)和駕駛?cè)颂匦詤?shù)是否與現(xiàn)

實(shí)情況相符；

e)輸出數(shù)據(jù)檢查，主要檢查仿真輸出數(shù)據(jù)的設(shè)定、采集數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)采集的時間及頻率等是

否滿足仿真評價的需求。

8.4輸出動畫檢查應(yīng)根據(jù)仿真目的，按照以下要求開展：

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)計效果一致性檢驗(yàn)，關(guān)注是否存在無故消失、產(chǎn)生或重疊的車輛；

c)路網(wǎng)上產(chǎn)生交通擁堵的點(diǎn)或區(qū)域在時間、空間上與實(shí)際情況一致性；

d)車輛排隊長度在時間、空間上與實(shí)際情況一致性；

e)車輛讓行、車輛變換車道、公交車?？?、不同交通流之間的交織沖突等與實(shí)際情況一致性；

f)車輛變道位置、加減速位置等分布與道路渠化設(shè)計及交通組織與實(shí)際情況一致性；

g)信號控制方案的運(yùn)行與實(shí)際運(yùn)行一致性；

h)其他交通管控措施仿真運(yùn)行與實(shí)際情況一致性。

8.5模型校正所選取的參數(shù)應(yīng)能由模型輸出并可在實(shí)際中獲得，可參考本文件5.6條選取。

8.6模型校準(zhǔn)中，應(yīng)對仿真軟件底層模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)校，使模型輸出結(jié)果接近實(shí)際交通運(yùn)行情況。

8.7輸入新的交通運(yùn)行數(shù)據(jù)對校準(zhǔn)后的仿真模型進(jìn)行模型驗(yàn)證，校準(zhǔn)后的仿真模型能夠準(zhǔn)確模擬出新

數(shù)據(jù)條件下的交通運(yùn)行情況。

8.8仿真模型宜運(yùn)行5-10次，并對輸出結(jié)果求取平均值。

8.9仿真模型運(yùn)行至少5分鐘后，方可采集仿真運(yùn)行指標(biāo)，并應(yīng)根據(jù)路網(wǎng)規(guī)模適當(dāng)延長。

8.10仿真結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)的誤差宜控制在10%以內(nèi)。當(dāng)不滿足時，應(yīng)對仿真模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

8.11仿真模型校驗(yàn)流程如下：

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圖2仿真模型校驗(yàn)流程圖

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9可視化建模

9.1根據(jù)項目需求，可進(jìn)行交通環(huán)境的可視化建模。

9.2可視化內(nèi)容包括道路交通管控設(shè)施、停車泊位、公交站臺、沿線道路綠化景觀、周邊建筑等的外

觀樣式，以及天氣、光線等。

10模型運(yùn)行

10.1模型在運(yùn)行開始前，應(yīng)設(shè)置仿真運(yùn)行時間、計算頻率(每秒計算次數(shù))、運(yùn)行速率（仿真加速比）

和運(yùn)行隨機(jī)數(shù)等。

10.2仿真運(yùn)行分析時間長短，應(yīng)根據(jù)仿真需求進(jìn)行確定，所獲得的結(jié)果應(yīng)能夠滿足分析需求。

10.3應(yīng)按照本文件8.8和8.9條規(guī)定運(yùn)行。

11仿真評價報告

11.1仿真評價報告組成

仿真評價報告由仿真模型說明和仿真評價分析組成。

11.2仿真模型說明

11.2.1對仿真模型的構(gòu)建過程以及構(gòu)建中的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行說明。

11.2.2說明選取的仿真方法是否能滿足仿真對象需求，能否實(shí)現(xiàn)仿真目標(biāo)。

11.2.3說明仿真模型的構(gòu)建過程，一般包括：

a)對仿真對象、仿真范圍、仿真目的進(jìn)行說明；

b)對仿真路網(wǎng)建模過程進(jìn)行說明；

c)對模型構(gòu)建中所采用數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行說明；

d)對仿真模型校驗(yàn)過程及結(jié)果進(jìn)行說明；

e)對仿真模型運(yùn)行情況及實(shí)際運(yùn)行效率進(jìn)行說明；

f)對選取的仿真評價指標(biāo)進(jìn)行說明。

11.3仿真評價分析

11.3.1說明仿真區(qū)域確定依據(jù)，以及選取評價指標(biāo)依據(jù)。

11.3.2說明仿真模型運(yùn)行時間和仿真加速比，確保仿真結(jié)論滿足仿真方案分析需求。

11.3.3仿真分析應(yīng)采用多方案比較，選取的評價指標(biāo)應(yīng)保持一致。

11.3.4仿真評價指標(biāo)根據(jù)仿真對象和仿真需求進(jìn)行選取，可選用排隊長度、交叉口排隊時間、行程速

度、交通流量、交叉口車均延誤、公交人均停車時間等。