“基于多源大數據的高速公路網交通仿真平臺實施方案研究課題”通過驗收評審

近日，市公路中心聯合高速集團、北京交研智慧共同承擔完成的市交通運輸委科技課題“基于多源交通大數據的高速公路網交通仿真平臺實施方案研究”（以下簡稱“仿真課題”）通過驗收評審。課題組總結了項目的主要情況，研究成果和后續推廣建議，以供工作參考。
一、課題研究背景
應用交通仿真技術支撐交通組織設計、施工養護管理是國內外大城市科技交通發展的常態，北京、上海、廣東、江蘇等地區已經進入常態化使用階段。2023年9月，交通運輸部發布《關于推進公路數字化轉型加快智慧公路建設發展的意見》，提出實施公路數字化專項行動，推動公路建設、管理、養護、運行、服務全流程數字化轉型，明確提出了交通仿真模擬在公路基礎設施建設和管理中的支撐手段作用。天津市在交通工程設計、施工組織和交通管理中，交通仿真的應用仍然較少。制約交通仿真應用的因素有兩個方面，其一是傳統的仿真工具往往是離線系統，方案仿真實施周期長；其二是微觀仿真需要搭建精細化的路口車道模型，全市路網鋪開建設工程量巨大，而中觀和宏觀層面路網仿真與微觀仿真不能相互聯系，仿真工具應用經濟性存在困難。
二、課題研究目標和成果
針對仿真系統存在的問題，2022年公路中心牽頭組織申報了“仿真課題”，系統地研究了基于多源交通大數據的高速公路網交通仿真平臺搭建方案，以及在交通事故、施工養護、節假日大流量、臨時交通管制四種典型場景下的應用方法，并以津薊高速作為試點進行了應用。經過一年多聯合技術攻關工作，課題研究提出了基于路段相似性的輕量化仿真方法，即利用高速公路線型和車道分布的規律性，將高速公路劃分為若干個典型路段，使用典型路段的拼接實現任意高速公路仿真環境的快速搭建，并應用輕量化三維界面進行仿真結果的可視化展示，實現仿真系統的在線運行和快速仿真。另一方面，在仿真工具基礎上進行二次軟件開發，實現宏觀和微觀仿真數據的程序自動對接，實現路網層面使用宏觀仿真找出薄弱點，然后再調用微觀模型進行深入模擬分析的自動化流程，實現宏微觀交通仿真的自動化應用。
圖1津薊高速仿真界面（節選）
三、結論和建議
“仿真課題”研究證明：使用輕量化建模方法，輔助定制化仿真控制平臺開發，針對高速公路的機動車交通流量網絡，能夠實現快速、可視的仿真輔助決策。天津市公路管理重心已從大規模建設轉為高質量管養的新發展階段，道路養護、維修施工、大流量和臨時管制很容易引起局部交通擁堵，導致道路運輸功能受損。借鑒北上廣深等城市，建設仿真平臺實現方案實施前的仿真論證、實施中的大數據運行監測和實施后的“大數據+仿真再現”，加之組織仿真方案自學習和訓練，可為后續公路交通數字孿生系統建設夯實基礎。
下一步，在推進天津市公路網仿真平臺建設應用過程建議分兩步實施。一是選擇養護施工工程較多、路網密度較高的局部片區為試點，整理基礎路網和交通流數據，搭建區域高速公路網交通仿真平臺，進行試點應用；二是總結試點經驗，將仿真平臺擴大到全市高速公路網，同時，積極爭取納入交通運輸部數字公路建設試點工程等重點支持。
（天津市交通運輸委員會 2023-11-20 13:25:00）

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