PTV_Vision交通规划专业软件的应用及探讨[1]

ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎｇＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＳｏｆｔｗａｒｅａｂｏｕｔＰＴＶ・ＶｉｓｉｏｎＰＩＡＯＬｉａｎ－ｈｕａ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ－ｍｉｎｇ，ＳＨＡＯＬｉ－ｍｉｎｇ（ＧｕａｎｇｚｈｏｕＵｒｂａｎＰｌａｎｎｉｎｇ＆ＤｅｓｉｇｎＳｕｒｖｅｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１００６０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎｏｆｔｒａｆｆｉｃｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｕｒｂａｎｃｉｔｉｅｓ，ｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒａｓｓｉｓｔａｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｂｅｃａｍｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｏｌｉｎｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｄｅｓｉｇｎ．ＰＴＶ・Ｖｉｓｉｏｎ（＂Ｖｉｓｉｏｎ＂ｍｅａｎｓｔｈｅｇｒａｐｈｉｃｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｏｆｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅｎｅｔｗｏｒｋ）ｗｈｉｃｈｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＰＴＶＣｏｍｐａｎｙｉｎＧｅｒｍａｎｙ，ｐｏｐｕｌａｒｌｙｕｓｅｄｉｎＧｅｒｍａｎｙａｎｄＥｕｒｏｐｅ，ｉｓａｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｐｌａｎｎｉｎｇａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ．ＰＴＶｎｏｔｏｎｌｙａｄａｐｔｓｔｏｔｈｅｌｏｃａｌｔｒａｆｆｉｃｄｅｍａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｔｏｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｔｈａｔｉｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｔｈｅｗｈｏｌｅｐｌａｎｎｉｎｇｃｏｕｒｓｅｆｒｏｍｍａｃｒｏｃｏｓｍｔｏｍｉｃｒｏｃｏｓｍａｎｄｈａｓｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＴＶｓｏｆｔｗａｒｅ；ｔｒａｆｆｉｃｄｅｍａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ＯＤｍａｔｒｉｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ；ｔｒａｆｆｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｇｒｅｅｎｗａｖｅ载设备内应用数据结构定义、电子收费应用接口、设备信息传输安全措施以及电子收费应用流程。

在电子收费应用中，涉及电子支付的功能由ＩＣ卡实现，车载设备提供ＩＣ卡至路侧设备的信息转发通道。

五、经济和社会效益预测《电子收费专用短程通信》系列国家标准的发布、实施，为规范电子收费设备市场提供了有利条件，为不同厂商设备之间的互通互联提供了基础。

依托相应的检测工作，能够控制相关设备的技术水平，规范市场环境，避免盲目投资、重复建设、资源浪费，为更大范围内的系统应用打下良好的技术基础。

随着本标准的发布、实施，电子收费技术将在更广泛范围内应用，这必将大大缓解日益突出的出行需求与道路收费之间的矛盾，提高现有道路通行能力，减少人工收费条件下用于等待的时间、燃料消耗等社会资源的无谓浪费；有利于高速公路向社会提供更舒适、便捷的出行服务，满足人民生活水平日益提高及经济发展对交通服务不断提升的需求。

收稿日期：２００７－０４－２０"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""ＰＴＶ・Ｖｉｓｉｏｎ交通规划专业软件的应用及探讨朴莲花，张晓明，邵利明（广州市城市规划勘测设计研究院，广东广州５１００６０）摘要：随着大城市交通问题的日益加剧，计算机辅助分析软件已经成为交通规划与设计项目中不可或缺的工具。

由德国ＰＴＶ公司开发的ＰＴＶ・Ｖｉｓｉｏｎ（“Ｖｉｓｉｏｎ”意指交互式网络优化的图形信息系统）是一组用于交通规划和交通工程设计的软件，适用于从区域交通需求建模与预测到交叉口的详细分析和仿真，即从宏观到微观的整个交通规划过程，因此该软件具有较强的实践应用价值。

关键词：ＰＴＶ软件；交通需求预测；ＯＤ反推；交通仿真；绿波中文分类号：Ｕ４９１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－４７８６（２００７）０６－００２３－０４２３表２－１国内外专业交通规划软件特点Ｎｏ．软件名称开发商特性１ＴＲＡＮＳＣＡＤ美国Ｃａｌｉｐｅｒ公司与ＧＩＳ相结合，容易上手，适于一般项目性研究２ＴＲＩＰＳ英国Ｃｉｔｉｌａｂｓ公司方便使用，移植性和网络处理能力强，但理论陈旧３ＥＭＭＥ／２加拿大ＩＮＲＯ咨询公司具有较强的理论性，难于上手，但自主开发潜力大，适于长期地方研究４ＰＴＶ・ＶＩＳＩＯＮ德国ＰＴＶ公司与微观仿真相结合，具有较强的可视性道路交通现状分析与评价城市交通发展战略城市交通综合网络规划（道路、公交、轨道、对外交通、停车、交通管理）分期建设规划近期交通改善规划实施１．城市土地利用分析２．交通出行生成及分布分析３．道路交通系统分析及评价４．停车分析城市交通需求分析交通模型城市建设现状社会经济发展城市总体规划交通调查图１－２交通需求预测在综合交通规划中的地位关心汽车的城市强调经济发展，根据需求来建设同时推进个体交通与公共交通：开始关心交通环境大力发展公共交通：根据目标来做交通规划优先公共交通：对个体交通进行管理新技术在交通上的运用，如ＩＴＳ关心交通的城市关心城市的交通适合城市的交通进一步适合城市的交通２０世纪５０年代２０世纪６０年代２０世纪７０年代２０世纪８０年代２０世纪９０年代起至今时间特征理念图１－１以德国为例：如何看待西方发达国家交通规划发展１引言随着城市化、机动化进程的加快，交通供需规模不断扩大，城市交通问题变得日趋复杂，对相应的交通规划理念与技术也提出了更高的要求。

经过多年的发展和大范围国际交流的频繁开展，“现代”交通规划理念与技术正在国内逐步形成，其核心内容是在规划中力图将社会经济、用地、交通和环境等诸多城市发展关键因素紧密结合在一起统筹考量，以促进城市全面、可持续发展。

在此过程中，交通规划更加注重了各专业系统之间的协调发展，研究的内容逐步从交通设施规划发展到兼顾供需平衡，进而发展成为将交通设施规划与建设、交通运营服务和交通组织管理紧密结合的综合性规划系统。

图１－１所示为德国的交通规划发展历程，体现了德国从２０世纪５０年代至今，城市各发展阶段交通规划理念的转变，即交通从被动适应（充分满足需求），逐步转变为主动引导，成为主导城市健康发展的有生力量。

城市交通规划与设计的主要特征是它的量化分析功能。

近年来，人们逐渐将注意力转移到了交通系统建设的经济可行性和环境承载力评价等方面，因此以预测数据作为决策参考依据也就变得尤为重要。

交通的量化分析功能主要集中在交通需求预测部分，该部分内容是城市交通规划与设计的核心内容，它以交通调查和交通建模为基础，贯穿于城市交通发展战略、城市交通综合网络规划、近期交通改善等过程之中（见图１－２）。

一般而言，交通需求预测主要在以下几个方面发挥作用：ａ）系统地分析土地利用与交通之间的内在关系，剖析城市交通出行特性；ｂ）深入分析城市交通发展趋势，预估可能出现的交通问题，为交通规划方案的形成提供决策依据；ｃ）分析、论证、评价城市交通规划方案，指导方案的优化与完善，确保交通规划编制成果的合理性。

在实际操作过程中，交通需求预测是一项十分繁重的任务，需要花费大量的人力、物力及时间。

随着计算机技术的迅猛发展，为减少该部分的工作量，提高出行需求预测的精度，许多国家都研制出了专业的交通规划辅助设计软件。

２国内外专业交通软件发展现状目前，国际上专业交通规划软件多达百种，但常用的只有十几种，如美国的ＴＲＡＮＳＣＡＤ、英国的ＴＲＩＰＳ、加拿大的ＥＭＭＥ／２以及德国的ＰＴＶ系统等。

各常用软件特点如表２－１所示。

尽管国内一些科研机构也在试图研制具有自主知识产权的交通规划专业软件，如中规院交通所与东南大学交通学院，但这些软件也仅限于研究阶段，软件本身多有不尽如人意的地方，未能得到普２４Ｖｉｓｕｍ分配模块新的ＯＤ矩阵路段分配流量误差检验路段观测流量输出现状ＯＤ矩阵Ｖｉｓｕｍ道路网模型调整ＯＤ矩阵初始ＯＤ矩阵人口、土地利用现状现状道路网观测交通量ＮＹ图４－１ＶｉｓｕｍＯＤ反推技术路线遍的认同。

因此，目前国内基本上还是以应用国外成熟交通规划软件为主。

软件的形成不仅仅需要有一批专业交通规划师、软件工程师长期的开发和完善，更需要有相当规模的交通科研项目作为支撑，其中的投入非常巨大，如ＴＲＩＰＳ模型，就已经持续开发了近３０年，现在由Ｃｉｔｉｌａｂｓ公司继续予以完善。

３ＰＴＶ软件的特点与优势ａ）ＰＴＶ是业内唯一一个将交通规划和交通工程设计成功结合起来的软件系统，它包含了城市交通规划与设计的宏观、中观及微观各个层面；ｂ）ＰＴＶ具有强大的图形处理功能和数据录入功能，能够使数据输入的工作量减少至最低。

另外，独特的软件接口设计能够实现ＧＩＳ系统与交通分析的有效结合，是今后交通分析软件的重要发展方向，为交通分析更密切地与土地利用相结合提供了更好的分析手段；ｃ）与其他软件相比，ＰＴＶ的各个相互独立但具有良好集成性能的模块允许用户在该软件系统上实现非常具体的分析。

比如，开发交通需求矩阵模型、特定交叉口的仿真分析等；ｄ）与其他建立在集合行为分析基础上的软件不同，ＰＴＶ的模型原理是建立在离散选择行为及其出行链分析基础之上的。

这种方法不仅能大大减少为模型标定所需要的数据采集量，同时更符合未来注重居民出行行为研究的交通建模发展趋势。

４软件应用及案例分析下面以相关交通项目作为研究案例，说明软件的功能和实际应用情况。

选取案例有：广州东部地区道路交通规划研究，台州市城市总体规划等。

４．１案例一：交通需求预测分析在交通需求预测中起关键作用的是获取各种类型的出行ＯＤ矩阵。

规划前期进行大量的出行调查工作也是为此。

但是出行调查需花费大量的人力、物力、财力及时间，相比之下，采用基于道路流量观测的ＯＤ反推技术，花费的时间和投入均较少。

４．１．１ＯＤ反推技术运用ＰＴＶ软件中的Ｖｉｓｕｍ模块，可以实现基于平衡分配的ＯＤ反推技术。

Ｖｉｓｕｍ仿真软件的核心功能是进行交通分配。

当完成分配后，该软件还能对交通分配的结果进行概率统计分析［１］，协助交通工程师分析路网分配交通量和实际观测流量之间的吻合程度，而这种交通需求信息的相互反馈功能，成为ＯＤ反推技术的关键。

ＯＤ反推基本原理及步骤，见图４－１，主要数学模型表述如下：ｍａｘｑ（ｔ）＝－ｐｋ＝１"ｔｋ・ｌｎｔｋｔ!ｋ－ｔｋ（１）ＳｏｔｈａｔＡ・ｔ＝ｖ（２）式中，ｖ为路段交通量集；ｔ是出行ＯＤ量集；Ａ是出行量分配率矩阵；ｔ!ｋ为基本ＯＤ矩阵；ｔｋ为新的ＯＤ矩阵。