基于Inforworks在公路交通模拟中的研究应用

刘帮，刘建军，杨涛，张凌国，张树理

（中建四局第五建筑工程有限公司）

1 前言

利用计算机进行交通模拟是当今研究交通问题的一种重要手段[1]，国外在交通模拟方面具有丰富的经验和成果，国内起步较晚，国内存在车辆性能差异大、交通管理等不同于国外[2]，所以成果不能直接拿来国内用，也说明对国内城市道路进行交通模拟也就十分必要与迫切。

2 工程概况

该项目为城市快速道路和城市主干道，设计速度80km/h，采用沥青混凝土路面，道路主线采用双向八车道标准设计。该段道路挖方约为182万m³，填方约为265万m³,涉及施工机械较多，在早期临建设施未完全建好的情况下，施工机械均从项目部直接到工地，需要经过一条主干道十字路口，在早高峰期车

流量较多，容易堵车，增加成本。为节约施工机械在路上的行驶成本，我项目决定采用软件对十字路口进行交通模拟分析，以期节约车辆行驶成本。

3 Inforworks交通模拟介绍与分析流程

Inforworks作为一款智能协同软件，主要作用在于协同各专业基础设施BIM模型，针对模型做进一步分析研究。在交通模拟方面，软件自带丰富道路和汽车类型，基本上满足各级道路分析研究要求。同时软件自带模型生成器，可以针对全国任一地区进行模型创建，在大城市区域，不仅仅生成地物还有道路、池塘、房屋建筑等。在进行交通模拟时非常方便、快捷。

主要分析流程为首先，确定研究道路路口和实际地理位置，其次，确定道路模型，道路模型需要根据实际道路确定，再次，确定车辆参数等模型参数。软件提供诸多参数，为了保证分析的精确性，收集数据要精确。然后，划分交通研究区域，研究区域自定，选定那个地方为研究的道路或者区间。最后，点击分析即可。分析过程比较简单，主要是根据此结果不断做出对比分析，比如，分析今天上午、下午各个时间段的车流量情况，分析结果帮助操作者做出决定。

最后的分析模拟结果，如不满足要求，则要进行交通模拟需求分析，简单来说如果道路不满足车流量需求，就需要根据车流量来推论采用何种道路或者改造那条道路。此需求分析是根据实际需求参数进行分析，比如针对双向四车道，设计100辆车与200辆车的流量结果进行对比分析，找出当前道路网络存在的问题，软件会自动分析，只需要输入需求，就能得到相应的结果；在城市道路设计时非常有用。

4 模型及参数设置

在模型和参数设置这里，一旦创建模型即可创建参数。模型创建完成之后，需要考虑把十字路口和周围的道路链接起来形成一个整体，如果有些道路没有名字或者软件标注不是很清楚，在这里可以查看百度地图进行对照标注。创造的模型面积比较大，而研究分析区很小的时候，难以查找时，只需要点击交通模拟，软件就会查找到相应的研究区域，前提是之前已经创建好了研究区域。如果创建的模型导入其中，一定要把模型与其他道路连接起来。这样做有两方面的好处，一方面是创建的模型很好的和实际地物融合在一起，比较真实和美观。另外一方面，针对一个独立的十字路口进行分析，软件将会出现错误的分析结果，因没有和其他道路形成一个网络，肯定是无法得出分析结果的。

模型创建完成后，就要考虑一个非常重要的问题，目前车流量是多少，后续更改都是针对已有车流量进行对比分析，以帮助我们找到最优解决办法。主要采集的数据有车流量、车辆型号、时间段这三点主要数据，这些数据可以找交通部门咨询，如果车流量不是很大，自己也可以抽时间观察，在这里务必保证所得数据准确，以获得精确的交通模拟分析。在进行汽车系数设置与需求分析时，操作步骤上没有严格的区分。

在进行对比分析研究时，因软件具有三维动态可视化功能，在进行对比分析时，更换道路样式或者车辆形式，软件将会马上更新，十分方便、快捷。这里数据均是直接从业主单位查询，数据真实性可信。无需对数据进行进一步处理，直接在模型中输入相关参数，方便快捷。

5 模拟分析与动画展示

周围车流量主要集中在上班高峰期，挑选一个高峰期进行研究与分析。交通研究区域范围以十字路口周围62m×83m内，在车辆行走道路适当延长分析区域。早上8点至9点交通高峰期时拥堵情况。点击运行模拟后，软件将会自动创建（如图1），路口造成拥堵的时候，将会显示为红色。动画播放器自动生成，在播放时快进10倍、20倍等方便直观动态观察车辆情况。这里生成的结果报告非常有用，从报告中可以非常直观的看出每一个车的离开时间、到达时间等，甚至二氧化碳、PM10环保数值都会列出（如图2）。这只是报告其中一部分，报告包含非常多的内容，满足在做对比分析所需要的数据。

6 交通模拟需求

由实际分析结果，得出十字路口基本满足车流量需求（见图3），但是发现如果在早上8点～9点多加入50辆车会发现道路拥挤程度大于便道。鉴于此需要采用模拟需求对车辆限制进行进一步优化，限制项目部施工车辆早上8点～9点经过十字路口而转走便道，发现走便道的平均时间少于走十字路口，适合在项目上推广实施。

图1 十字路口交通模拟分析

图2 交通模拟分析结果

7 总结

运用Inforworks软件对十字路口进行分析，详细介绍分析流程和注意事项，为后续工程实列提供理论参考。在分析过程中，进一步根据分析结果，发现软件 不仅具有模拟车流量的功能，还能根据工程提供的参数进行道路、车辆优化。此举将进一步减轻未来人们在研究交通模拟方面的劳动力。同时，随着社会的不断发展，城市规划越来越重要[3]，如果在设计道路时，就进行交通模拟需求分析，就减少了后期改扩建道路的风险。

图3 交通模拟需求分析