1研究背景
　　在我国城市化进程的“增量扩展”阶段，城市发展往往重视道路建设，而忽视交通管理水平的提升，导致道路交通拥堵、能源消耗、环境恶化等问题日益突出，严重制约了城市的高质量发展。
　　随着城市发展从“增量扩张”向“存量挖潜”转型，城市交通管理也向科学化、精细化的方向发展，对此，需要在各项交通管理方案实施前进行量化的分析和评估，准确判断方案的有效性，并可视化展示分析结果。交通运行动态仿真技术作为评估交通管理方案最有效的手段之一，受到了城市交通管理者的高度重视。然而，既有的交通仿真软件仍存在一些不足：宏观模型不够精细，难以反映道路交通管理的方案；微观模型相对复杂，难以对较大范围的路网进行仿真。对此，本研究立足于建立一个面向特大城市的宏中微观动态仿真平台，使交通仿真兼顾范围大和精细化的特点，并基于该平台实现城市交通智能化管控技术的全方位研究，为城市交通管理决策提供服务，缓解城市的交通拥堵。

　　2解决方案
　　2.1总体思路
　　构建宏中微观动态交通仿真平台，以仿真平台为依托、以交通数据为原料、以服务实战为导向，谋划智能化交通管控解决方案。通过宏观上交通政策引导、中观上区域信号调优、微观上路口精细改造来提升交通系统运作效率，有效平抑占道施工等临时变量的干扰，维持交通系统平稳运行。
　　2.2技术路线
　　基于交通流检测数据处理关键技术，搭建宏、中、微观动态交通仿真平台，通过宏中微观动态仿真平台，对城市交通进行动态监测与态势研判，利用动态仿真技术动态辅助优化交通政策、交通信号控制、交通组织、施工疏解等交通措施，并通过“互联网+仿真”数据评估改善效果，技术路线如下图所示。

图 1 技术路线

　　2.3关键技术
　　基于多源异构数据，建立一种融合宏中微观仿真优势的动态仿真平台，仿真平台能够支持多源异构数据接入，实现宏、中、微观模型仿真，并提供仿真评价数据统计与交通场景展示等功能。构建仿真平台的关键技术包括：
　　2.3.1动态仿真平台构建技术
　　仿真平台的研究技术流程包括平台基础搭建、数据输入、模型参数标定、OD矩阵反推、动态交通分配、可信度评价等；总体架构分为数据源、数据接口、仿真平台和仿真应用等四个层次，其中数据源为仿真平台提供基础数据，数据接口将底层基础数据通过相应的接口导入到仿真平台中，仿真平台基于底层的数据和一系列仿真元素（Link、Segment、Lane等）实现宏中微观模型的仿真，并以平台的模型为基础能进一步扩展各项仿真应用。
　　宏中微观一体化仿真平台的构建流程与总体架构如图2所示。

图 2 一体化交通仿真平台构建流程与总体架构

　　2.3.2多源异构数据融合技术
　　一体化的交通仿真平台需要统一的接入数据格式，而多源交通流检测数据有可能来自线圈、地磁、微波、视频和SCATS线圈等检测器或智能交通系统。多源异构数据融合技术能够通过对各类数据进行标准化、破损数据辨识与修正、差异路段的交通量标准化换算等，实现多源异构数据的有效融合以及数据误差的准确校核。多源异构数据融合技术路线如图3所示。

图 3 交通流检测数据处理技术

　　2.3.3仿真模型参数标定技术
　　为了能准确地反映实际路网的交通流特性以及表现路网的交通状态，必须对仿真模型进行动态的反复校核，以得到与实际较为吻合的仿真模型。校核流程一般包括对宏观、中观及微观仿真模型的参数标定，在大范围仿真路网中，OD点对的出行路径有多条，各条路径的出行阻抗等因素不同，因此还需要利用动态交通分配对OD点对的路径进行优化选择，以更符合实际的交通出行特性。仿真模型参数标定流程如图4所示。

图 4 仿真模型参数标定流程

　　2.3.4动态交通分配技术
　　在大范围仿真路网中，OD点对的出行阻抗因素随具体出行路径的变化而变化，动态交通分配主要是根据不同出行路径的交通状态，通过对OD点对的路径进行优化选择，获取更加符合实际的交通出行特性，以准确地反映实际路网的交通流特性以及路网交通状态。仿真平台的动态交通分配流程如图5所示。

图 5 仿真平台的动态交通分配流程

　　3典型应用
　　本研究成果已在广州进行了长期、广泛的应用，有效支撑了“开四停四”等交通管理政策的发布或续期，实施了110余城市交通干道绿波，每年优化近百个交通节点或施工路段的交通组织方案，部分成果在国内已成果样板工程，实施效果良好。
　　3.1全面监测城市交通运行态势
　　基于动态仿真平台，构建宏、中、微观交通运行评价指标体系，能够实现从区域、组团、道路三个层次对城市交通运行状态进行判别，宏中微观交通运行评价指标体系如图6所示；根据不同道路类型及行程速度，将交通拥挤状态划分为5类，结合交通仿真平台的模拟，可以监测到各路段的运行数据判定路段拥挤状态，以广州市为例，核心区高峰期的交通运行态势变化如图7所示。

图 6 宏中微观交通运行评价指标体系

图 7 核心区高峰期的交通运行态势变化

　　3.2智慧研判城市交通管理政策
　　交通管理政策作为城市宏观管理最重要的环节，需要打破传统定性为主的研判模式，实现对整体城市路网容量的精准调控。本研究在动态仿真平台基础上，以“路网承载力”为基础，以车牌大数据为核心，以政策构成要素为抓手，构建“车辆特征分析+政策动态评估”的分析方法，对管理部门提供政策方案量化数据分析、预执行有效管控措施、有效控制交通需求等，实现了城市交通管理政策智慧研判新模式。

图 8 基于仿真平台的交通政策智慧研判新模式

　　3.3定量评价交通信号优化方案
　　通过宏中微观动态交通仿真平台，可以实现路口控制效果与路段绿波协调效果的定量化评价。对于路口控制效果的定量化评价，利用互联网+仿真数据可以计算路口的控制延误，估算排队长度以及停车次数，分析优化前后的指标情况；对于路段绿波协调效果的定量化评价，利用互联网+仿真数据可以快速地统计路段行程时间和速度，对比优化前后的效果，反映绿波协调的控制效果的优劣。

图 9 基于“互联网+仿真”的信号优化实施效果评估

　　3.4“双微改造”提升局部交通运作
　　基于宏中微观动态交通仿真平台，树立交通设施微改造和交通组织微循环的“双微改造”理念，根据现状路网结构以及道路通行情况，分析交叉口、路段及区域道路上的交通组织，通过科学合理、针对性的交通组织优化调整，引导车辆、行人以及非机动车等交通流在时间和空间上均衡和合理分布，从而保障交通安全、改善交通秩序、缓解交通拥堵，着力提升交通设施标准化、精细化和品质化水平。

图 10 基于仿真平台“双微改造”工作内容与机制

　　3.5动态疏解占道施工交通影响
　　城市道路交通的通行能力主要取决于拥挤程度最高的路段，某一路段通行能力的改变会导致整体交通网络的变化，需要充分关注城市道路交通网络中各种临时变量。以占道施工临时变量为例，在占道施工期间对施工路段进行动态监测，以动态反馈施工区域交通运作变化及拥堵节点演变情况。通过仿真平台动态反馈机制，能够不断发现施工围蔽不合理、交通疏解设施不到位、交通管控措施不协调等诸多细节问题，为实现精细化的交通管控提供基础。进而对施工期间的精细化管控，能够做到施工期间交通“不断流、少绕行”，尽可能减少建设项目给城市交通带来的负面影响。

图 11 基于仿真平台实现占道施工动态疏解

　　以白云大道为例，道路施工前期，基于交通仿真分析施工前后流量变化，指导交通施工疏解方案制定；施工期间，动态跟踪施工区域交通运作，及时优化调整交通疏解方案。优化后施工道路早高峰车流量较施工前分别降低14%、28%，中断交通动脉白云大道后未引起区域性拥挤。

图 12 白云大道施工前与施工期间车流运作

　　4总结与展望
　　在构建服务型、创新型政府的背景下，交通管理部门通过采购社会专业服务的方式，依托专业机构的技术力量，把政府部门从具体的技术解决方案研究和日常管理中解放出来，有利于提高行政管理的科学化、专业化水平，从而推动政府职能向创新服务转变。
　　基于宏中微观动态仿真的智能化交通管控解决方案，是广州市交通规划研究院有限公司在30多年交通规划与管理实践中总结提炼的技术成果，能为城市交通管理决策支持提供行之有效的技术手段，有利于整体把控城市交通运行，全面提高交通管理水平和交通服务质量，希望能为各地交通管理部门赋能，共同打造美好的城市交通。