一、前言
目前，南昌正在进行大规模的地铁建设施工，地点一号线24个站点已经全面开挖，二号线年底也即将正式动工，南昌市的城市交通面临巨大的考验，如何保证地铁的顺利施工建设，确保城市交通不会因此造成大面积的拥堵，是摆在了城市交通管理者面前的一项重要考验。在未建设交通指挥中心系统前，南昌市的交通组织方案主要是根据管理者长期的交通经验、主观制定，如果组织方案不合理，实施后再进行调整。这不仅造成了交通资源造的巨大浪费，也给交通参与者带来许多的不便。
为此，南昌市公安局交管局不断创新管理理念，在学习借鉴上海、杭州交通组织方面的成功经验后，充分运用交通仿真软件对南昌市八一广场及周边道路进行交通组织优化设计，利用现有交通资源，科学地进行交通组织，全力确保了南昌市地铁1号线、快速路改造、桥梁加固维修等大型市政建设期间的道路交通畅通有序。
二、仿真原理
仿真的前提是通过精确绘制现有的交通组织图、输入信号机采集并经过人工验证过的交通数据流、信号机相位配置参数等信息，详细逼真地描绘道路组织方案模型，直观地反映在当前交通组织方案下交通运行状况。交通仿真避免了交通组织不合理带来的交通损失，给交通组织者提供一个模拟、验证交通组织方案可行性的良好平台。交通仿真可分为宏观仿真和微观仿真。南昌市的仿真软件采用微观仿真方式，利用当今最流行的仿真软件之一--美国Caliper公司开发的TransModeler软件进行的交通组织方案。
仿真原理结构图
三、仿真过程
南昌八一广场是南昌的商业、经济、行政的中心，人流密集、车流大，但是道路却存在路网密度偏低、路网分布不均衡、路网成网性和通达性不强等缺陷。同时八一广场又是地铁1号线、2号线的核心交汇点，地铁施工要求进行半封闭施工，该区域的道路交通拥堵情况尤为严重。为深挖现有道路潜力，进一步提高施工期间的道路通行能力，降低市政工程对交通的影响，我局首次使用交通仿真软件对八一广场及周边道路进行交通组织优化设计，并取得了显著成效。
我们以南昌市八一广场及周边道路交通组织仿真为例，介绍仿真软件具体操作过程。
1、交通组织绘制
通过与GIS技术相结合，先导入地图文件.shp格式文件,然后在地图文件的图层之上添加交通设备、设施图层（可分别置于不同的图层）,对每个设备设施设置相应的属性，确保道路、设备设施等图层属性贴近交通组织实际情况。地图文件的精确性直接影响到车道、路段尺寸等信息。
（1）建立仿真数据，导入.shp文件。在仿真软件中添加道路面.shp、道路边线.shp、主干道.shp、次干道.shp四个图层文件。
上图中的A-E分别表示此次仿真的路口，A-八一大道孺子路口；B-孺子东路广场南路口；C-北京西路广场路口；D-中山东路广场北路口；E-八一大道中山路口
（2）绘制车道、路口。选择路段层，绘制道路，然后选择车道图层，绘制路口，包括路口转向信息。
2、填充运行数据
（1）添加路口转向流量。传统的仿真数据形式是OD数据，即基于任何两道路节点之间的流量。这种数据形式比较简单，能够较好地应用于仿真，是仿真模型最先发展起来的一种数据输入方式。由于OD数据获取不容易，目前还没有设备能够直接检测，所以人们通常用调查统计分析数据来替代，而调查分析需要较长的时间，存在一定的难度，所以南昌这次交通仿真组织没有采用这一方式。主要是利用联网信号机采集的转向流量数据。
选择交叉路口，如A路口（八一大道孺子路口），选择转相流量，根据路口转向，在转向表格中添加上述计算出的流量。其它B-E路口也按提示依次添加流量数据。
（2）添加路口信号配时。点击交叉路口，如A路口（八一广场孺子路口），添加路口虚拟信号配时。添加信号配时方案，可配定周期、感应配时、顺序配时等不同种类方案，也可以设置时段，在不同的时候执行不同的方案。其它B-E路口也按提示依次添加信号配时。
（3）添加路口行人过街。选择人行横道，在路段上添加；设置人行横道属性，设定人行出行总量及过街概率；最后，将行人过街与信号一相位关联。
四、仿真效果
在执行仿真的过程中，可以直观地展示交通状况、车辆密度、排队长度，观察哪里拥堵；可以不断修改信号配时方案，添加、删除行人过街，不断调整参数，将整个工程修正至系统均衡。仿真软件将输出一系列的参数，如路段，路口排队长度、平均排队长度、平均延误、平均车速、流量等交通参数。
（1）模拟取消广场周边A路口（八一大道孺子路口）禁左的方案。
首先将孺子路至八一大道左转弯打开，如下图
获取修改A路口（八一大道孺子路口）转向流量数据，如下图
获取修改A路口（八一大道孺子路口）的配时方案，如下
禁左以前的效果图
禁左以后的效果图
从图象和数据分析得出，一旦取消禁左，八一大道A路口（八一大道孺子路口）和E路口（八一大道中山路口）之间将出现大面积的拥堵现象。
（2）模拟八一大道地铁施工期间，把八一大道（孺子路-中山路）车道减少的方案。操作方法和前面取消禁左一致。
车道减少以前的效果图
车道减少以前的效果图
从图象和数据分析得出，把八一大道（孺子路-中山路）车道减少，将造成八一大道A路口（八一大道孺子路口）和E路口（八一大道中山路口）拥堵。
（3）模拟将广场周边五个路口区域实行环岛通行的方案。
实行环岛通行以前的效果图
实行环岛通行以后的效果图
从图象和数据分析得出，实行环岛通行效果良好。
（4）模拟广场周边五个路口行人过街通行的方案。
由于地铁施工，行人过街方式必须从地底通行（地下通道）改为路面通行，为此我们模拟了实行人行横道过街通行的方案。
实行人行横道过街前的效果图
实行人行横道过街后的效果图
以上说明如果实行人行横道过街，通行效果不好。为减少行人过街对交通的影响，须增设人行天桥。
五、应用成效
通过以上一系列的仿真实验，我们得出了以下结论：取消A路口（八一大道孺子路口）禁左和减少车道的方案不可行，实现环岛状态效果较好，实行人行横道过街通行通行效果不好。同时在环岛状态下，如果不控制环岛进出信号灯时间，也会对广场周边外围道路造成极大的压力。
目前南昌市广场周边的交通组织是完全按照此次交通仿真的结论，进行了交通组织和交通的新建和改造，新建了过街人行天桥，路口采用了禁左和区域环岛通行措施，通过近四个月交通组织运行，已完全验证了我们的仿真结果正确，取得了很好的成效，得到了广大市民的认可。
新建的过街人行天桥
区域环岛通行
六、存在不足
通过运用仿真软件，较好地说明了仿真在交通组织规划方面的独特作用，我们可以模拟各种交通组织方案，获取各方案的优劣，找到拥堵问题根源和模拟解决方法，从而降低了各种方案在实际应用后不合适而修改造成的损失。但美国Caliper公司开发的TransModeler软件模型还是存在以下缺陷：
1、无法模拟行人无规则穿越马路；
2、该次仿真前提是假设该区域在交通组织方案更改前后外流量进出变化率较小，不因交通组织方案改变造成明显的交通流的吸引与排斥，针对此问题我们还需要通过Transcad（宏观交通仿真软件）进行预测；
3、大面积使用数据获取较困难，大区域交通组织更改
将对整个路网流量分配产生较大的影响；
4、目前尚无法实现实时动态仿真，正在尝试通过二次开发。
作者简介
李华芳：南昌市公安局交管局科研所
胡庆滨：南昌市公安局交管局科研所
注：未经允许，请勿转载。
