《基于微觀仿真技術(shù)的城市交叉口交通組織評價指南》

ICS03.220.20

CCSR80/89

CTS

中國道路交通安全協(xié)會團體標準

T/CTSXXXX—XXXX

基于微觀仿真技術(shù)的城市交叉口交通組織

評價指南

GuidelineforMicroscopicSimulationofUrbanIntersectionsTrafficManagement

Design

（征求意見稿）

（本草案完成時間：2022/05/30）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國道路交通安全協(xié)會??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價指南

1范圍

本標準規(guī)定了微觀交通仿真在開展城市交叉口交通組織設(shè)計時的仿真流程，數(shù)據(jù)采集、交通運行建

模、模型校驗、模型運行各環(huán)節(jié)內(nèi)容，以及評價報告、仿真模型管理內(nèi)容。

本標準適用于城市交叉口交通組織設(shè)計中，利用微觀交通仿真技術(shù)開展仿真評價。涉及城市交叉口

的道路規(guī)劃設(shè)計、改擴建設(shè)計、可行性研究等項目中的仿真評價及仿真模型審核等工作，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/T33171《城市交通運行狀況評價規(guī)范》

GB/T50647《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》

CJJ/T141《建設(shè)項目交通影響評價技術(shù)標準》

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，以單個車輛、非機動車及行人等交通參與者為對象，可視化地復(fù)現(xiàn)

其交通參與者在交通系統(tǒng)中的運行情況，并對該交通仿真系統(tǒng)運行情況進行評估的技術(shù)。

模型校驗Modelcalibrationandverification

模型校驗一般包括仿真模型的校準和驗證。校準是通過改變仿真模型的底層參數(shù)，使模型輸出更加

準確的接近現(xiàn)實情況；驗證是指在確定的底層參數(shù)下，在新輸入數(shù)據(jù)條件下可否同樣準確描述現(xiàn)實場景。

微觀仿真評價Simulationevaluation

通過微觀仿真系統(tǒng)輸出的交通運行狀態(tài)指標，對交通系統(tǒng)進行各角度的評估。

4仿真流程

仿真評價流程包括數(shù)據(jù)采集、路網(wǎng)建模、交通運行建模、交通環(huán)境建模、模型校驗、模型運行、

仿真評價報告生成、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)、交通運行數(shù)據(jù)、交通管控數(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、交叉口位置、出入口位置、轉(zhuǎn)向車道、附屬設(shè)施等。

交通運行數(shù)據(jù)

5.3.1交通運行數(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、排隊長度以及區(qū)分流向的機動車、非機動車、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力特征，如車輛長、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動車騎速、行人步速、守法率等數(shù)據(jù)。

交通管控數(shù)據(jù)

5.4.1交通管控數(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、信號配時方案、特殊交通

管控方式起始及終止時間、管控對象等。

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

位置、公交站臺的樣式及位置等。

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)分為校準數(shù)據(jù)和驗證數(shù)據(jù)。

5.6.2校準數(shù)據(jù)用于模型校準所使用數(shù)據(jù)，如飽和流量、行程時間、排隊長度、延誤等。

5.6.3驗證數(shù)據(jù)用于評價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。

所需要采集數(shù)據(jù)的類型、時段、樣本量等，應(yīng)根據(jù)仿真的目標進行確定。

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

應(yīng)通過實際測量獲得。

對于規(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)測獲得相關(guān)預(yù)測數(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)仿真目的和仿真對象類型進行確定。

6.1.2交叉口交通仿真評價區(qū)域選定可按照以下原則：

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

b）對設(shè)有公交專用車道、可變車道、實施禁限行等特殊路口進行仿真，一般應(yīng)根據(jù)實際情況，適

當(dāng)擴大仿真范圍，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)域中。

d）對多個交叉口進行仿真時，仿真區(qū)域應(yīng)包含這些交叉口之間的連接路段。如連接路段連接較大

吸發(fā)量的小區(qū)時，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，確認比例尺，根據(jù)實際路網(wǎng)情況進行設(shè)置。

6.2.2路段設(shè)置應(yīng)能如實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、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)有公交站臺的，應(yīng)根準確設(shè)置公交站臺的尺寸、樣式等。

6.2.5對于采用特殊管控措施的路口或畸形路口，應(yīng)能對管控措施、停車線位置及過街設(shè)施進行準確

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交通運行建模

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。

輸入不同交通流向流量、運行路徑及比例、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

運行的實際狀況，以及流量隨時間變化的特征。

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

望速度等公交運行信息以及乘客在公交站點的上下車時間分布等需求信息。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、變道行為及反應(yīng)時間等。

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

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

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

對于設(shè)有存如公交專用道、BRT車道、軌道交通等場景，應(yīng)實現(xiàn)與實際運行情況一致的專用車道

運行效果。

8交通環(huán)境建模

可根據(jù)項目需求進行交通環(huán)境建模。當(dāng)對交通仿真的環(huán)境進行建模時，至少應(yīng)能反映出交通標志

標線、隔離護欄、安全島、渠化島、交通島、信號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出口、停車泊位、公交站臺等沿線設(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，運行車輛外觀等進行模擬。

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

9模型校驗

模型校驗一般包括軟件檢查、建模檢查、輸出動畫檢查、參數(shù)檢驗。

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丁信息，以避免軟件本身

的問題對模型效果的影響。

建模檢查指對建模過程中所有的建模要素進行的檢查，包括模型預(yù)檢驗、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)檢驗依照仿真場景、目的等，對仿真場景可能出現(xiàn)的影響因素進行總體把握，逐一確認。

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、路口及路段中對禁止轉(zhuǎn)彎、車道關(guān)閉及車道限制等管理方式與實際需求相符性。

c）交通需求數(shù)據(jù)檢查主要檢查每個發(fā)車點的車輛組成比例、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)定的仿真時段、隨機數(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)采集的時間及頻率等是否滿

足需求。

輸出動畫檢查是檢查仿真模型運行效果真實性，可從如下開展檢驗：

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

b）路段上車輛進出和預(yù)計一致性檢驗，關(guān)注是否存在無故消失或產(chǎn)生車輛；

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

d）排隊的長度與實際情況一致性；

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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)計及交通組織的符合性；

g）信號控制方案與實際運行一致性，沖突流向的信號是否能夠準確控制；

h）其他交通管控措施運行與實際情況一致性。

參數(shù)檢驗時所選取的校驗參數(shù)，應(yīng)能對交通控制運行、交通流特性和駕駛?cè)诵袨樘匦赃M行校驗。

參數(shù)選取可以是單個，也可多個。

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

選取參數(shù)。

一般情況下，多選擇飽和流量、平均周期最大排隊長度進行參數(shù)校驗。方法如下：

a）實際飽和流量s統(tǒng)計方法如下，也可根據(jù)表1進行估算。

?

1??

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

1?

:飽和時間，一個信號周期中，綠燈啟亮