■将新闻进行到底

    文·本报记者 林莉君 通讯员 张宇庆

    初次到访北京工业大学城市交通学院，都会被挂在走廊中间的屏幕墙震撼：大约2米长、5米高的电子屏幕正实时显示着整个北京地面、地下的交通状况。作为唯一一块被挂在北京高校中的实时交通屏幕墙，车流速度、出行结构、公交乘降量、拥堵状况等交通信息一览无余。

    屏幕上这一组组不断变动的数据，让陈艳艳教授带领团队所做的“交通仿真系统”研究能更精确、及时地找出最可能引发交通问题的地方、道路拥堵的变化规律……为交通智能化管理和政府科学决策提供技术支持。

    她们的交通仿真系统研究不仅参与了奥运期间的交通方案设计，使奥运会期间早晚高峰交通运行效率分别提高26.9%和22.8%；还优化了原有的交通设施，通过交通枢纽仿真实验，提出了东直门枢纽站交通优化方案建议，使步行距离超过200m的乘客由38%减少至32%；在交通设计规划方面对宋家庄地铁站，拓宽了亦庄线到车站台的楼梯宽度，扩大瓶颈处的通行能力……

    “大数据时代大家都在提智慧城市，而绿色、高效的交通是一座城市是否智慧的重要指标。交通仿真系统研究可以说为北京交通规划、设计、方案的出台提供了精确的数据和技术支持，让大家的出行更便捷。”陈艳艳告诉记者。

    75分钟疏散16万观众散场

    在位于北工大科学楼的北京城市交通协同创新中心，陈艳艳给记者展示了交通仿真系统的工作情景。

    原来，所谓的交通仿真系统，是以计算机为主要工具，利用系统仿真模型，模拟交通系统中机动车及行人的运行状态，以数字或图形方式，动态描述交通系统，从而更清晰地对交通堵塞的瓶颈和原因进行分析，对城市规划有关方案进行评价，及时避免交通问题。

    这套交通仿真系统在北京奥运会期间就开始大显身手。“当时，北京的人口已经超过1700万，如何既保证奥运期间赛会车辆、人流的交通便利与安全，又不影响普通市民的生活和出行？如何在比赛转场过程中，及时顺畅地疏导观众流？北京申奥成功第二年，这些问题就摆在了我们面前。”参加奥运会交通政策研究长达5年的陈艳艳回忆道。彼时，北京工业大学承担了奥运交通规划研究项目。

    涵盖了北京市路网仿真、专用车道仿真、奥运场馆周边交通环境仿真和行人测试仿真4个层面的奥运交通仿真系统，通过定量化分析手段，模拟北京奥运会期间可能出现的各种交通问题，事先在这些可能出问题的关键点进行各种方案调整，并通过一系列的实际测试来完善仿真系统的精确度。

    “我们在研究过程中还进行了大量的行人测试，比如奥运会期间比赛场馆和交通枢纽附近，针对大量人流短时间内聚集到相对狭小区域的可能，对行人的数量、密度等参数进行定量分析，误差严格控制在15%以内，而这是国内首次进行的大型活动拥挤行人交通流理论及仿真的系统研究及应用，以往在这方面大多凭经验。”陈艳艳告诉记者。

    该仿真系统对奥运需求管理政策、奥运交通规划、交通管理和运营方案、应急处置预案进行了测试，确定了最优方案。在该系统支撑下，奥运会开幕式16万观众散场的疏散任务仅用75分钟，比国际奥委会对奥运举办城市的要求整整提前了45分钟；交通运行效率明显提高，早晚高峰运行速度分别提高26.9%和22.8%。

    这项交通仿真成果不仅在北京市交通委员会、北京市公安交通管理局、北京奥组委得到了广泛应用，也推广到广州亚运会和上海世博会，并被伦敦奥组委借鉴。

    优化客运枢纽 缓解交通压力

    在陈艳艳的办公室，其中一台电脑正在演示着宋家庄地铁站从入口到出口的全程仿真场景。“车站内的交通标志、闸机的布置、楼梯的布道、护栏的设计等等，我们都进行过仿真测试。像四惠、东直门、宋家庄等交通枢纽，是城市客运交通系统的关键环节，换乘客流人山人海，很容易拥堵。运用仿真手段进行枢纽人流设计和组织管理，是缓解枢纽交通压力的一个有效途径。”陈艳艳说。

    在宋家庄地铁站的设计中，陈艳艳团队开发了宋家庄综合交通枢纽行人仿真模型，“交通参与者是一个社会人，它的复杂性、随机性很强。需要我们研究者根据行人的不同特征去建模。”陈艳艳说。

    利用这一模型，她们对枢纽整体、地铁站台层、换乘大厅、枢纽首层、地上二层这五个角度的交通流进行细致研究，在设施设计方面，建议将亦庄线到车站台的楼梯从2.4m拓宽至3.2m，1.8m宽楼梯拓宽至2.4m，扩大瓶颈处的通行能力；同时采取将换乘地铁10号线、5号线的混行楼梯中间增设护栏等措施，有效隔离上下行乘客；在运行组织方面，建议缩小公交车辆的发车间隔，将市郊线路由10分钟一班改为5分钟一班，市区线路由5分钟一班改为3分钟一班。通过此类规划措施，使步行速度小于0.7m/s的乘客由原始方案的61%下降到39%，降幅接近50%，大幅提高了乘客行走的流畅性，对宋家庄交通枢纽规划及组织管理起到重要的技术支撑作用。

    陈艳艳团队还利用交通仿真系统优化了原有的交通枢纽。东直门交通枢纽是一座集轨道交通、市区公交、市郊公交于一体，包括多种交通方式相互衔接的综合客运交通枢纽。“堵、乱”是很多乘客的体验。通过交通枢纽仿真实验，陈艳艳她们清楚地找到了东直门拥堵区域产生的主要原因：公交发车间隔偏大；枢纽内设置的引导标志在规律性、识认性等方面有待完善；市郊公交到达地行人设施存在瓶颈。

    针对拥堵成因，她们提出了优化方案建议，使步行距离超过200m的乘客由38%减少至32%，提高了乘客行走的流畅性、保证了乘客换乘安全性和舒适度。

    大数据时代的信息采集成为交通疏堵的基础

    “做交通仿真系统，前期的信息采集非常重要。只有掌握精确的信息，才能让仿真系统发挥最大作用，做出可靠的数据分析报告。”陈艳艳告诉记者。

    传统的交通规划数据采集每5年做一次。往往需要几百人好几个月挨家挨户访问填写调查问卷，再统计分析，耗费巨大的人力物力，也只能获得部分抽样的数据，调查分析的精度难以满足交通需求急速增长及出行多样化的要求。“大数据时代，交通规划信息采集必须要从静态、人工采集向动态、自动采集转变，从单一模式的采集向多模式、多方法采集转变。”陈艳艳说。

    从上世纪90年代，就投入城市交通研究的陈艳艳告诉记者，信息化的手段为信息采集提供了便利。“通过IC卡和手机数据就能知道什么时候哪里客流密集，哪里供需矛盾突出等等。”陈艳艳团队利用IC卡数据，分析公交乘降量、线路及段面流量、换乘等数据，开发公交IC卡数据分析处理系统软件，为城市居民公交出行行为、公交线网规划及运营管理提供交通基础数据；利用手机数据，研究居民平均出行次数、出行时耗、择路机制等出行行为特征及其与特大城市土地利用、交通政策、公交发展的关系，为交通规划模型中相关参数的标定提供依据。这套多源信息融合处理系统已经被北京、福州、秦皇岛等城市的交通部门引用。

    而2014年安装在学院的北京交通实时显示屏幕，让陈艳艳团队采集信息更及时、更精准。她们从战略层面搭建起了交通仿真和决策支持平台，为交通措施的实施提供定量化地分析，以高水准的专业知识为北京市交通政策的出台提供决策咨询。同时在规划层面上团队还参与了打造快速通勤公交体系建设。

    如今，陈艳艳团队利用提取的海量数据，还提出了绿色“交通诱导”方案。“例如，在全国率先利用手机APP的‘门到门’的方式，让出行者查询周边是否有可租赁的自行车，公交换乘地点及候车时间等以此对绿色出行需求进行引导与服务。”陈艳艳说。

    ——延伸阅读—— 

    交通不是单一的问题

    生活在北京的人，提起交通都是一肚子怨气。

    和城市交通打了将近20年交道的陈艳艳对此也深有体会。她认为，交通不是单一的问题。作为北京工业大学城市交通学院副院长，她从交通供需的角度告诉记者：城市人口的过快增长造成出行总量的膨胀，同时也导致机动车保有量的增长，在道路资源增加较慢的情况下造成人均可利用交通资源下降。在北京这样一座特大城市中，过去交通问题的改善主要是通过修建道路来加强基础设施的供给，大家看到的是不停地修路，从四环路修到了六环路，但很快这些环路又出现拥堵情况，路修到哪里，车就堵到哪里。事实证明，这种发展模式是不可持续的。

    “交通问题的解决是一个复杂的系统工程，交通的每个参与者都有博弈性。每一项交通规划、交通方案的出台，政府部门要考虑方方面面的问题。特别是北京这样的中心城市，不管是未来的城市发展规划还是历史遗留问题都会对道路的交通状况产生很大的影响。未来北京的发展，政府应考虑交通容量限制，特别是环境容量限制来控制人口总量，引导人们选择绿色出行方式，建设承载绿色出行的基础设施，对自行车道、人行道的建设给予更多的关注和支持。”陈艳艳说。

    一直做城市交通规划研究的陈艳艳也坦言，“作为科研工作者，当然希望我们的研究成果能被交通部门采用。但是，交通系统的复杂性使得政策或方案的实施需具备各种前提条件，我们能做的就是把不同政策或方案的实施效果进行准确预测并提出成功实施所需具备的环境与条件，从而帮助政府作出更好的决策。”