上海济达交通科技有限公司是国产微观交通仿真软件TESS NG研发商，数字交通综合解决方案服务商、交通仿真高校实验室建设产品以及自动驾驶虚拟测试服务商。

目前，高速改扩建业务已成为高速公路数字化转型的重要方向。因此，利用新一代信息技术实现智慧化改扩建施工，已成为行业内广泛关注的焦点和未来发展趋势 。 济达交通结合自身在智慧化改扩建施工管理中的丰富应用经验，推出“高速公路施工仿真管控决策SAAS平台”，平台具有 施工方案仿真、实时全域孪生、短时态势预测、管控仿真演练 四大功能模块，网页端系统可与其他系统快速集成，同时基于后台TESS NG仿真引擎，实现对施工方案实时全域评估及施工过程的精细化管理。

具体内容可参见济达交通官网：https://jidatraffic.com/#/webSimulation

01 系统介绍

1.1 系统研发背景

常规的施工方案设计一般参考《高速公路改扩建交通组织设计规范》(JTG/T3392—2022)等规范，影响评估方式一般通过离线仿真工具或算法，或者运营管理者经验来评估不同改扩建方案导致的道路拥堵影响，以及车流诱导方案。施工改扩建设计单位，以及道路日常运营管理单位，缺乏一种轻量化的网页端评估工具，基于实时的高速公路感知数据和历史数据，进行改扩建施工和临时施工方案的事前评估，以及施工阶段的常态事件管控评估。高速施工仿真管控决策SAAS平台即是在此背景下，研发的Web端高速改扩建离线方案分析及在线管控方案评估系统。

用户可利用此SAAS平台，在施工启动前，借助仿真技术手段评估各类施工方案对交通流的潜在影响，并据此优化施工方案，降低对交通的负面影响。此外，通过融合实时周边路网交通数据，实现对改扩建期间短时未来交通态势的精准预测。不仅为设计人员提供了施工前评估施工方案优劣的科学依据，同时也赋能业务人员，使其能在施工过程中迅速响应，采取针对性的管控措施，缓解施工带来的交通影响。

1.2 系统组成及具体架构

高速施工改扩建仿真管控决策SAAS平台由四个关键模块组成，分别是：感知层、数据层、仿真层和展示层。

图1 系统架构图

感知层：基于先进的雷视设备、卡口门架及多种装置，实时捕捉并采集车辆运行的详尽数据。

数据层：主要存储高精度地图信息、历史数据库中的数据，以及经感知层获取的实时过车数据等。

仿真层：仿真层基于TESS NG，是整个系统的核心引擎，负责执行微观交通仿真，其准确性和效率直接影响平台的整体性能。

展示层：以直观易懂的可视化界面，将仿真层生成的各项评价指标与结果全面呈现，为用户选择最优管控策略提供清晰明了的决策支持。

系统以TESS NG微观交通仿真引擎为依托，设计研发四大功能模块，分别为施工方案仿真、实时全域孪生、短时态势预测、管控仿真演练，并在相应的功能模块对仿真结果进行可视化展示。详细的系统建设技术路线如下：

图2 系统建设技术方案

1.3 业务流程

高速施工改扩建仿真管控决策SAAS平台主要业务包含两个方面，即离线方案评估、管控策略评估。

在离线方案评估方面，平台支持用户手动添加施工区方案或直接加载预设方案，并支持用户配置相关流量以及选择合适的管控方案，最终用户可基于仿真结果对施工区方案以及管控策略方案进行评估。

图3 离线方案评估流程图

在管控策略评估方面，平台可自动读取施工区流量，并对现存管控方案进行仿真，当预测未来30分钟内会出现拥堵后，算法可根据不同的优化目标自动推荐管控方案，并支持用户手动调整和定制，最终用户可基于仿真结果对管控策略进行评估。

图4 管控策略评估流程图

02 平台具体功能介绍

2.1 基本的道路扩宽编辑

系统可以在Web网页端快速编辑路网的不同车道宽度（如路肩车道为3.5米或3.75米），增设(拓宽)或删除车道，设置不同主线，匝道等的曲率半径，高程等基础路网参数，实现各类改扩建场景的基本道路网结构编辑。仿真系统可以基于不同的车道属性，模拟车辆在不同道路设计情况下的运行效果。

图5 道路参数编辑

2.2 临时施工区创建

在用户界面中集成了施工模块工具，通过一键拖拽等简单操作，用户能够快速构建多种类型的施工区域，有效缩减了施工区编辑过程中的操作成本。该施工模块提供了丰富的可编辑参数，具体涵盖：施工区占用车道数量、施工区各区域的长度、施工区周边道路限速值、施工区开始/结束的时间、施工区附近的标志标牌等。此外，平台为施工区各区域长度赋予了默认值，该值参照《高速公路改扩建交通组织设计规范》（JTG/T3392—2022）等相关规范进行设定。

2.3 借道施工区创建

在施工分类的场景中，存在需要借用对向车道的情况，针对此类情况，用户可利用借道工具快速设置中央分隔带保通开口。并且，平台提供多个关键参数的自定义选项，包括弯曲线半径、开口设计限速、横向摩阻系数以及车道宽度等，旨在通过调整参数设定实现保通开口长度的精确计算，确保施工方案的复现。此外，为了进一步提升用户的操作便利性和计算的准确性，平台还提供了中央分隔带保通开口长度的计算图示及详细公式以供用户参考。

2.4 施工方案加载及比对

平台会自动保存用户历史构建的所有施工方案及其仿真结果，确保用户能够随时调用和对比。当用户需要开展新的仿真任务时，可以快速检索并复用历史方案，有效避免了对相同方案的重复构建，从而提升工作效率。此外，系统还具备多方案仿真结果快速对比的功能，用户仅需一键操作，即可直观查看不同施工方案的具体仿真数据，深入了解各方案的优劣差异，进而做出更加科学、精准的决策。

平台提供了多项评估指标，涵盖平均速度、行程时间、服务水平以及断面流量等，旨在为用户全面分析施工方案的实际效果提供有力支撑。用户可以借助这些指标评比不同施工方案对交通流的影响，进而对施工方案进行优选。此外，评估页面还会依据仿真结果自动生成评估总结，该总结对各方案可能引发的交通影响进行综合考量，具体包括潜在的拥堵状况等，为用户优化施工方案提供了科学、可靠的依据。

2.5 施工区孪生监控

本系统除涵盖离线改扩建方案评估模块外，还包含数字孪生模块，用户可以通过该模块实时监测所有施工区周围车辆运行态势。具体而言，在数字孪生可视化界面中，用户仅需点击施工列表中的任一施工区，系统即可定位至该施工区附近，展现该区域的仿真预测结果，包括施工区上游排队长度、断面流量。此外，在每个施工区的页面中还融合了高清视频监控画面，为用户迅速掌握当前施工区对交通流影响的概况提供了便利，促进了用户对多施工区的高效管理与实时监控能力。

2.6 短时交通态势预测

该平台通过结合丰富的历史流量数据与周边路网实时车流动态信息，实现对未来半小时内交通态势的精准预测，包括流量变化趋势、短时流量的统计分析、预计车流的平均通行时间、实时的拥堵状况以及拥堵预警等关键内容。管理人员可依托这些直观信息，全面洞悉未来施工区域附近的交通态势，进而能够迅速且有针对性地采取管控措施，从而极大提升了管理效率与响应速度。

2.7 管控策略生成

该平台具备管控策略生成功能，该平台不仅能够依据实时交通态势信息及施工区的具体实施状况，智能推荐多套具有不同优化目标的管控策略，辅助用户迅速制定有效的管理方案。在此基础上，用户还可根据实际需求对推荐策略进行手动调整，以定制出贴合实际情况的管控措施，将管控策略下发至仿真进行方案评估，并与其它候选管控方案进行综合对比，从而筛选出最优的管控方案，为用户提供科学、可靠的决策支撑依据。

03 平台技术亮点与创新点

3.1 滚动仿真预测

通过采集实时周边路网的交通数据及运用高精度的仿真模型实现 对未来交通态势的高精度预测 。具体而言，系统通过综合实时数据与历史流量数据的方式，动态地调整仿真时段，进而对 未来半小时内 的交通状况进行预测。该平台创新性地采纳了“滚动仿真预测”方法，该方法能够在实时数据流持续更新的基础上，不断迭代并优化预测结果，为施工管理人员提供了科学的决策支持依据。

3.2 管控策略推荐

管控策略生成模块具备依据多样化优化目标自动推荐管控方案的能力，并赋予用户手动调整与个性化定制的自由度。此平台在推送策略建议的同时，还集成了平行仿真技术，对每一策略实施仿真验证，模拟现实交通环境中的管控效果，从而辅助用户比选最优策略。进一步地，通过紧密融合短时交通态势预测功能，该平台能够有效支持业务人员依据实时交通状况迅速调整策略。

3.3 网页端系统操作

网页端改扩建仿真评估系统为用户呈现了一个直观且易于操作的界面，支持用户随时登录界面进行施工方案的评估与实时仿真分析。该系统依托于云端架构，实现了不同路段用户可以登录系统，快速协同管理评估整个路网施工改扩建方案影响 。

3.4 精准的施工区仿真

用户可使用多种跟驰模型（包括OVM、Wiedemann99/Wiedemann74及IDM等模型）进行不同交通运行情况下的车流运行状态模拟。可以根据施工的不同交通组织方式，过渡区域的车道缩减区特征等，对模型的参数进行标定，使用适配的模型可以精准复现施工区范围内的驾驶行为，包括：车流的汇入行为、车辆的跟驰行为，瓶颈区的震荡行为特征等，提升仿真准确性。

04 产品行业应用案例

通过济达交通高速施工改扩建仿真管控决策SAAS平台，可以全面评估施工方案的设计合理性，精准优化施工期间的交通管理策略，有效缓解因施工带来的交通压力，从而助力高速公路改扩建工程向数字化、智能化、高效化的方向稳步迈进。

目前该平台已应用至多个改扩建项目对其施工方案进行评估包括G15沈海高速、广州某高速、浙江某高速、陕西某高速等后续，济达交通将持续升级平台能力，完善仿真产品的生态矩阵，敬请期待！