建設(shè)項(xiàng)目交通影響評價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)

李暢

摘要：國內(nèi)尚未有專門針對于交通影響評價(jià)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。為了降低交通影響評價(jià)的工作強(qiáng)度，提高交通影響評價(jià)質(zhì)量,本文研究開發(fā)了符合國家標(biāo)準(zhǔn)和地方性標(biāo)準(zhǔn)的交通影響評價(jià)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)能完成交通影響自動評估，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目報(bào)告的自動生成和同步更新。系統(tǒng)開發(fā)使用了TransCAD和Word二次開發(fā)技術(shù),利用GISDK和VSTO開發(fā)，開發(fā)平臺主要為Visual C# 2008。系統(tǒng)采用了三層體系結(jié)構(gòu)，并利用XML技術(shù)，解決了多元異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題。開發(fā)的系統(tǒng)已成功運(yùn)用于多個(gè)交通影響評價(jià)項(xiàng)目，結(jié)果表明新開發(fā)的系統(tǒng)可提高工作效率約3～5倍，并能有效避免計(jì)算錯誤。

關(guān)鍵詞：交通影響評價(jià)；交通規(guī)劃；VSTO; GISDK

1 背景

合理控制用地規(guī)模和開發(fā)強(qiáng)度對保持道路交通服務(wù)水平影響深遠(yuǎn)。交通影響評價(jià)(Traffic impact Analysis , 簡稱 TIA) ,是在城市土地開發(fā)或土地使用性質(zhì)變更立項(xiàng)之前,定量分析評估其對城市交通的影響范圍和影響程度 ,并制定解決方案和補(bǔ)償政策的過程[1]。

交通影響評價(jià)(TIA)源于美國，于二十世紀(jì)七八十年代發(fā)展起來，其技術(shù)體系在美英等發(fā)達(dá)國家發(fā)展已較成熟。相對于城市綜合交通規(guī)劃，交通影響評價(jià)項(xiàng)目數(shù)量大，重復(fù)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)院交通影響評價(jià)工程師勞動強(qiáng)度，繁重的設(shè)計(jì)任務(wù)甚至?xí)?dǎo)致項(xiàng)目研究質(zhì)量不高。其次，評價(jià)過程引入的計(jì)算錯誤或標(biāo)準(zhǔn)理解錯誤，降低了交通影響評價(jià)的可信度。因此，有必要基于國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)交通影響評價(jià)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，提供工作效率和評價(jià)的客觀性。本文，研究了交通影響評價(jià)輔助系統(tǒng)的構(gòu)架設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，充分利用XML技術(shù)、工作流技術(shù)和VSTO(visual studio tools for office)開發(fā)了交通影響評價(jià)系統(tǒng)（TIA1.0）,實(shí)現(xiàn)了評價(jià)計(jì)算分析和項(xiàng)目報(bào)告自動管理的一體化。

2 交通影響評價(jià)系統(tǒng)現(xiàn)狀

為了分析國內(nèi)外交通影響評價(jià)輔助系統(tǒng)的使用情況，研究通過文獻(xiàn)查閱和問卷調(diào)查的方式進(jìn)行了調(diào)研。通過文獻(xiàn)查閱，國內(nèi)尚未有功能完整的，大規(guī)模推廣應(yīng)用的交通影響評價(jià)輔助系統(tǒng)。通過Email和電話調(diào)查的方式對國內(nèi)從事交通影響評價(jià)的設(shè)計(jì)單位和高校進(jìn)行了調(diào)查，包括深圳發(fā)展研究中心、上海市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院和長沙市建筑研究院等單位。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，國內(nèi)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行交通影響評價(jià)，主要通用的交通規(guī)劃軟件和Excel等計(jì)算軟件完成。主要使用的規(guī)劃軟件包括TransCAD, CUBE/Trips, Vissum,EMME/2,其中超過一半的調(diào)查者使用TransCAD。此外，微觀仿真軟件Vissim也被用來進(jìn)行交通影響評價(jià)。

現(xiàn)有軟件并非診對交通影響評價(jià)，用戶普遍反映，在使用過程中需借助Excel等多種軟件完成，并且重復(fù)勞動量大。此外，現(xiàn)有軟件全都不支持交通影響評價(jià)國家標(biāo)準(zhǔn)或地方標(biāo)準(zhǔn)。因此，有必要設(shè)計(jì)一款支持交通影響評價(jià)國際和地方標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算分析，且能完成項(xiàng)目報(bào)告自動管理的系統(tǒng)。

3 交通影響評價(jià)系統(tǒng)框架

本文研究的交通影響評價(jià)系統(tǒng)有以下幾個(gè)目標(biāo)：（1）易用性好，不需漫長的培訓(xùn)學(xué)習(xí)過程；（2）能自動生成報(bào)告文本，且用戶更新參數(shù)及數(shù)據(jù)后自動更新文本；（3）支持2010年版《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T141-2010）及地方標(biāo)準(zhǔn)；（4）用戶自定義評價(jià)模型和標(biāo)準(zhǔn)；（5）支持異構(gòu)數(shù)據(jù)的管理。針對上述目標(biāo)，對系統(tǒng)的功能模塊和軟件構(gòu)件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

3.1 功能模塊

交通影響評價(jià)是研究建設(shè)項(xiàng)目或城市土地利用變更對交通的影響。其目的是通過分析項(xiàng)目建成投入使用后, 新增的交通需求對周圍交通環(huán)境產(chǎn)生的影響程度和范圍, 從而在滿足一定服務(wù)水平的條件下提出對策, 減小項(xiàng)目帶來的負(fù)面影響, 緩解項(xiàng)目產(chǎn)生的交通量對周圍道路的交通壓力。按照《建設(shè)項(xiàng)目交通影響評價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ/T141-2010）規(guī)定的評價(jià)內(nèi)容和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，系統(tǒng)功能模塊如圖1。

圖1 交通影響評價(jià)系統(tǒng)功能模塊

3.2 數(shù)據(jù)流

交通影響分析需要大量相關(guān)數(shù)據(jù)作為支撐,主要包括建設(shè)項(xiàng)目信息、用地現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀路網(wǎng)與規(guī)劃路網(wǎng)信息、出行調(diào)查數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀交通流量調(diào)查數(shù)據(jù)、公共交通數(shù)據(jù)、靜態(tài)交通數(shù)據(jù)、慢行交通數(shù)據(jù)等。交通需求分析過程產(chǎn)生背景交通量、項(xiàng)目交通量等結(jié)果。項(xiàng)目評估階段產(chǎn)生路段評價(jià)表和交叉口評價(jià)表等。這些數(shù)據(jù)有圖形數(shù)據(jù)也有文本數(shù)據(jù)。

3.3 軟件構(gòu)架

了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，采用了基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口的集成方法。交通影響評價(jià)涉及大量的圖表等異構(gòu)數(shù)據(jù)，因此，設(shè)計(jì)了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口。交通影響評價(jià)交通需求預(yù)測工作量大，為了保持軟件的易用性，系統(tǒng)利用TransCAD提供的GISDK開發(fā)技術(shù)，開發(fā)了交通影響評價(jià)系統(tǒng)的交通需求分析和交通評價(jià)模塊。文檔自動管理功能，靜態(tài)交通分析、公交分析以及文本自動管理等其它功能則利用Visual C#2008和MSTO技術(shù)開發(fā)，作為word的一個(gè)組件。交通需求模塊和文本自動管理模塊通過XML數(shù)據(jù)統(tǒng)一接口交互。軟件采用了3層的系統(tǒng)構(gòu)架，包括用戶端應(yīng)用層、中間數(shù)據(jù)驅(qū)動層和數(shù)據(jù)層（如圖2）。

圖2 交通影響評價(jià)系統(tǒng)構(gòu)架

4 軟件實(shí)現(xiàn)及其關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)的開發(fā)充分利用了現(xiàn)有軟件，用戶對于界面熟悉，可以迅速掌握使用方法。軟件體系結(jié)果采用數(shù)據(jù)集中的模式，系統(tǒng)機(jī)動車需求預(yù)測、路段評價(jià)和交叉口評價(jià)基于TransCAD開發(fā)；其它部分采用visual C#2008和MSTO技術(shù)開發(fā)。兩個(gè)模塊交互是通過數(shù)據(jù)驅(qū)動模塊完成，該數(shù)據(jù)驅(qū)動模塊充分利用了XML的異構(gòu)數(shù)據(jù)交互技術(shù)。

4.1 異構(gòu)數(shù)據(jù)交互

交通影響評價(jià)過程產(chǎn)生的交通流量圖等圖形數(shù)據(jù)采用XML元數(shù)據(jù)描述，元數(shù)據(jù)內(nèi)容包含圖形文件的名稱、內(nèi)容和存儲路徑等，這些信息用來插入并同步Word文檔。分析的表格采用XML文件存儲；交通影響評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、地方性標(biāo)準(zhǔn)（如停車配置標(biāo)準(zhǔn)）和評價(jià)模型等數(shù)據(jù)也采用XML格式存儲。調(diào)查數(shù)據(jù)等規(guī)模較大的數(shù)據(jù)存儲于sqlite嵌入式數(shù)據(jù)庫，并利用.net的封裝接口訪問。

4.2 GISDK開發(fā)技術(shù)

GISDK是一種強(qiáng)大的宏編程語言，由三部分組成：Caliper Script程序開發(fā)語言、用于應(yīng)用程序編譯和測試的交互開發(fā)工具以及客戶服務(wù)器功能。運(yùn)用GISDK可以進(jìn)行多方面的二次開發(fā)，其中通過Add—ins用戶可方便地使用現(xiàn)有的軟件功能，也能批量自動化實(shí)現(xiàn)某些動作。交通影響評價(jià)系統(tǒng)的交通分析模塊基于此開發(fā)，替換了內(nèi)置的OD反推模型，設(shè)計(jì)了適合交通影響評價(jià)的考慮用地的小區(qū)域OD反推模型；擴(kuò)展了工具箱的功能，能夠自動完成交通分析和評價(jià)，并自動繪制各種圖標(biāo)。在該用戶操作界面可主動完成報(bào)告文本的更新。

圖4 交通影響評價(jià)系統(tǒng)（TIA1.0）交通分析模塊

4.3 Vsto開發(fā)技術(shù)

本文提出了一種基于Microsoft Visual Studio 2008 Tools for the Microsoft Office System(VSTO 2008)的智能文檔技術(shù)，以非結(jié)構(gòu)化文檔處理為核心，實(shí)現(xiàn)了Office辦公軟件與交通影響評價(jià)系統(tǒng)相融合。一般來說使用Vsto 3．0創(chuàng)建的解決方案類型分成2類：文檔級解決方案和應(yīng)用程序級解決方案。發(fā)人員不但可以使用各種控件，包括WinForm托管控件和VSTO宿主控件(如Bookmark。XMLNode等)，而且可以利用Visual Studio為這些控件提供的豐富的設(shè)計(jì)時(shí)支持來提高工作效率。交通影響評價(jià)的Word工作端，采用了外接應(yīng)用程序的方式，作為一插件擴(kuò)展word功能，用戶的絕大多數(shù)操作在word的交評工作窗口完成，非常類似工程造價(jià)軟件Wcost的操作模式(圖5)。

圖5 交通影響評價(jià)系統(tǒng)（TIA1.0）工作界面

5 實(shí)例分析

利用所開發(fā)的交通影響評價(jià)系統(tǒng)（TIA1.0）,對長沙市一商業(yè)開發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行交通影響評價(jià)分析。項(xiàng)目集商業(yè)、酒店、娛樂、辦公于一體的綜合體項(xiàng)目，項(xiàng)目包括一棟63層的酒店及辦公樓及其商業(yè)配套，一棟25層的酒店和4層精品商業(yè)及娛樂區(qū)。項(xiàng)目凈用地面積27593.75平方米，總建筑面積231503.678平方米，建筑密度43.51%，綠地率30%。交通應(yīng)評價(jià)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的利用TransCAD和Excel完成任務(wù)的工作流程對比情況，如圖所示。

項(xiàng)目分別由兩名獨(dú)立的人員完成，兩名設(shè)計(jì)人員的工作經(jīng)驗(yàn)背景完成，交通調(diào)查數(shù)據(jù)由其他工作人員整理。使用本論文開發(fā)的系統(tǒng)完成任務(wù)耗時(shí)2天，TransCAD和Excel需要約6天的時(shí)間。文本數(shù)據(jù)結(jié)果對比，分析結(jié)論基本一致；使用TransCAD和Excel的文本出現(xiàn)一處計(jì)算錯誤，公交剩余量計(jì)算出現(xiàn)疏忽。本文開發(fā)的系統(tǒng)已在十余個(gè)交通影響評價(jià)中使用，交通影響評價(jià)系統(tǒng)可以提供工作效率3-5倍，并且有效避免了計(jì)算錯誤。

6 結(jié)語

目前國內(nèi)尚未有專門用于交通影響評價(jià)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。為了降低交通影響評價(jià)設(shè)計(jì)單位的工作強(qiáng)度，提高交通影響評價(jià)質(zhì)量。本文研究開發(fā)了，符合國家新標(biāo)準(zhǔn)《項(xiàng)目交通影響評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》2010和地方性標(biāo)準(zhǔn)的交通影響評價(jià)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于TransCAD和Word,利用了GISDK和VSTO技術(shù)，主要使用Visual C# 2008開發(fā)。系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)集成的技術(shù)，利用XML技術(shù)，解決了多元異構(gòu)數(shù)據(jù)集成問題。利用該系統(tǒng)，交通影響評價(jià)設(shè)計(jì)人員可迅速完成高質(zhì)量的交通影響評價(jià)報(bào)告，測試顯示新開發(fā)的系統(tǒng)可提高工作效率3～5倍，并能有效避免計(jì)算錯誤。該軟件基于TransCAD開發(fā)，未來的開發(fā)中將逐漸遷移至自主研發(fā)的OpenTrans交通規(guī)劃平臺[9]。

參考文獻(xiàn)

[1] 李春艷，李先，彭宏勤，等. 基于交通影響評價(jià)的交通需求預(yù)測共享平臺框架分析[J]. 交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息. 2009(6): 108-113.

[2] 呂貞，陸建，吳孟庭. 相關(guān)系數(shù)模型在交通影響分析中的應(yīng)用[J]. 交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào). 2009(4): 118-123.

[3] Zhang Liye, Wei T. Research on flexible architecture of transportation planning system based on GIS-T[C]. 2009 WASE International Conference on Information Engineering, 2009.

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。