《T-CTS 13-2023 城市道路交叉口交通組織 微觀仿真技術指南》

ICS03.220.20

CCSR80/89

團體標準

T/CTS13—2023

城市道路交叉口交通組織

微觀仿真技術指南

Guidelineformicroscopicsimulationofurbanintersectionstraffic

operation

2023-7-12發(fā)布2023-7-15實施

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、交通運行

建模、模型校驗、可視化建模、模型運行，以及仿真評價報告。

本文件適用于利用微觀仿真技術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

計、改擴建設計、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術語和定義

請選擇適當?shù)囊龑дZ

3.1

微觀交通仿真技術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)在計算機中進行復現(xiàn)，用于對交通系統(tǒng)運行特征的評估。

3.2

模型校正modelcalibrationandverification

模型校正包括仿真模型的校準和驗證。

3.3

模型校準modelcalibration

校準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)實情況的過程。

3.4

模型驗證modelverification

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

程。

4仿真流程

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

報告編制。仿真流程見圖1。

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T/CTS13—2023

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)包括道路基礎數(shù)據(jù)和路燈、綠化帶、公交站臺等附屬設施數(shù)據(jù)。

5.2.2道路基礎數(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、交通渠化設計、通行能力等。

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

5.3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)分流向和車型的機動車、非機動車、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

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

道路交通標志和標線、隔離設施等樣式及位置。

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)分為校準數(shù)據(jù)和驗證數(shù)據(jù)。

5.6.2校準數(shù)據(jù)是仿真模型校準所使用數(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)是評價校準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)仿真目的和需求進行確定。

5.7.2現(xiàn)狀數(shù)據(jù)優(yōu)先從相關部門獲得，并應與實際情況進行校核，確保數(shù)據(jù)的準確性。

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)進行預測獲得，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)單個交叉口進行微觀仿真時，宜在GB/T50647規(guī)定的交叉口范圍基礎上，向上游延伸至少50m；

b)對設有公交專用車道、可變車道、實施禁限行等交叉口進行仿真時，應根據(jù)實際交通運行情

況，適當擴大仿真范圍，保證能夠覆蓋交通措施影響區(qū)域；

c)當目標交叉口排隊溢出至上游交叉口時，則上游交叉口也應納入仿真區(qū)域；

d)對多個交叉口進行仿真時，仿真區(qū)域應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交叉口設置應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，以及交叉口

渠化設計、交通組織、行人過街設施等交叉口交通管控措施。

6.2.3路段設置應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、單行道等路段交通管控措施。

6.2.4仿真范圍內(nèi)設有公交站臺的，應按照實際公交站臺形式、尺寸等設置。

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，應能對

管控措施、停車線位置及過街設施進行準確構(gòu)建。

7交通運行建模

7.1輸入的車輛數(shù)據(jù)應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、運行路徑及比例、道路限速等數(shù)據(jù)后，應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。

7.3輸入的公交線路運行數(shù)據(jù)應能如實反映仿真時段內(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。軌道交通參考設置。

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T/CTS13—2023

7.4在機動車和非機動車、行人數(shù)據(jù)輸入時，應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)同時運行，仿真模型中應合理地反映交通

流的優(yōu)先權。

7.6信號控制交叉口通過對信號方案的設置，應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對于設有公交專用道、軌道交通等場景，應實現(xiàn)與實際運行情況一致的專用車道運行效果。

8模型校驗

8.1模型校驗一般包括軟件檢查、建模檢查、輸出動畫檢查、模型校正。

8.2軟件檢查應檢查仿真軟件版本、存在的軟件缺陷及補丁信息。

8.3建模檢查應對建模過程中所有的建模要素進行檢查，包括模型預檢驗、基礎路網(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)模型預檢驗，應檢查仿真場景可能出現(xiàn)的影響因素，逐一確認是否符合仿真場景和仿真目的；

b)基礎路網(wǎng)模型與控制管理數(shù)據(jù)檢查，主要檢查基礎路網(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

設置是否與現(xiàn)實情況相符；

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，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計效果一致性檢驗，關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)生交通擁堵的點或區(qū)域在時間、空間上與實際情況一致性；

d)車輛排隊長度在時間、空間上與實際情況一致性；

e)車輛讓行、車輛變換車道、公交車?？俊⒉煌煌髦g的交織沖突等與實際情況一致性；

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

g)信號控制方案的運行與實際運行一致性；

h)其他交通管控措施仿真運行與實際情況一致性。

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

8.6模型校準中，應對仿真軟件底層模型參數(shù)進行調(diào)校，使模型輸出結(jié)果接近實際交通運行情況。

8.7輸入新的交通運行數(shù)據(jù)對校準后的仿真模型進行模型驗證，校準后的仿真模型能夠準確模擬出新

數(shù)據(jù)條件下的交通運行情況。

8.8仿真模型宜運行5-10次，并對輸出結(jié)果求取平均值。

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

8.10仿真結(jié)果與實測數(shù)據(jù)的誤差宜控制在10%以內(nèi)。當不滿足時，應對仿真模型的參數(shù)進行調(diào)整。

8.11仿真模型校驗流程如下：

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T/CTS13—2023

圖2仿真模型校驗流程圖

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T/CTS13—2023

9可視化建模

9.1根據(jù)項目需求，可進行交通環(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模型運行

10.1模型在運行開始前，應設置仿真運行時間、計算頻率(每秒計算次數(shù))、運行速率（仿真加速比）

和運行隨機數(shù)等。

10.2仿真運行分析時間長短，應根據(jù)仿真需求進行確定，所獲得的結(jié)果應能夠滿足分析需求。

10.3應按照本文件8.8和8.9條規(guī)定運行。

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)建中的技術參數(shù)進行說明。

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

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、仿真目的進行說明；

b)對仿真路網(wǎng)建模過程進行說明；

c)對模型構(gòu)建中所采用數(shù)據(jù)的情況進行說明；

d)對仿真模型校驗過程及結(jié)果進行說明；

e)對仿真模型運行情況及實際運行效率進行說明；

f)對選取的仿真評價指標進行說明。

11.3仿真評價分析

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

11.3.2說明仿真模型運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仿真分析應采用多方案比較，選取的評價指標應保持一致。

11.3.4仿真評價指標根據(jù)仿真對象和仿真需求進行選取，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。