基于S－Paramics信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)

華 文，陳賢哲，孫 健

(上海交通大學(xué) 船建學(xué)院，上海 2002401)

0 引言

2012年我國(guó)汽車產(chǎn)銷量超過(guò)1900萬(wàn)輛，我國(guó)已經(jīng)步入汽車時(shí)代。信號(hào)交叉口作為道路網(wǎng)的瓶頸［1］，是制約道路網(wǎng)通行效率的關(guān)鍵所在，信號(hào)交叉口的組織優(yōu)化直接關(guān)系到整個(gè)道路網(wǎng)的高效運(yùn)行。因此需要對(duì)信號(hào)交叉口的交通服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，以采取適當(dāng)?shù)膬?yōu)化措施。

S－Paramics是一款由英國(guó)SIAS有限公司開(kāi)發(fā)并提供技術(shù)支持的微觀交通仿真軟件，它能在小的交叉路口、高速公路乃至整個(gè)城市交通系統(tǒng)中模擬每輛汽車的運(yùn)行，并可以模擬包括交通事故、氣體排放等問(wèn)題，該軟件目前在英國(guó)等地得到了廣泛的應(yīng)用。利用S－Paramics對(duì)城市物流園區(qū)的交通影響進(jìn)行分析，取得了較好的效果［2］。利用S－Paramics對(duì)多個(gè)城市道路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)比較，并選擇最佳優(yōu)化方案［3］。

以上海交通大學(xué)閔行校區(qū)周邊的江川路滬閔路交叉口為例，對(duì)其服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，為后續(xù)的組織優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

1 基于S－Paramics的信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)

1.1 信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)的指標(biāo)選取

交叉口延誤的增加直接反映為交叉口交通擁堵，并影響交通安全，嚴(yán)重影響交通環(huán)境。交叉口的延誤主要受三方面因素的影響。首先是道路條件，如入口引道的車道數(shù)、寬度、坡度、入口控制的方式、渠化情況、有無(wú)停車站點(diǎn)等;其次是交通條件，如每個(gè)入口引道的高峰小時(shí)交通量及其流向分配、車輛類型及組成、駛近交叉口的車速、行人及非機(jī)動(dòng)車情況;另外是交通管制方式，如交叉類型、信號(hào)管理方式、周期長(zhǎng)、綠信比、停車或讓路標(biāo)志、轉(zhuǎn)向與停車控制等。

與信號(hào)交叉口延誤相對(duì)應(yīng)的是機(jī)動(dòng)車排隊(duì)長(zhǎng)度，排隊(duì)等待通行，也就意味著交通流速率的下降、交通運(yùn)輸網(wǎng)效率和服務(wù)水平的降低，也意味著載運(yùn)工具效率的下降和經(jīng)濟(jì)的損失。

因此，選取信號(hào)交叉口延誤和機(jī)動(dòng)車排隊(duì)長(zhǎng)度作為評(píng)價(jià)信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平的兩個(gè)重要指標(biāo)。

1.2 基于S－Paramics的交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)步驟

進(jìn)行交通服務(wù)水平的評(píng)價(jià)，首先必須調(diào)查信號(hào)交叉口的交通量與信號(hào)配時(shí)，包括平均交通量、高峰小時(shí)交通量、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量和信號(hào)周期、綠信比等。然后利用S－Paramics軟件進(jìn)行仿真，得出關(guān)鍵指標(biāo)的仿真結(jié)果。最后分析仿真過(guò)程，導(dǎo)出評(píng)價(jià)結(jié)論。其中，使用S－Paramics軟件進(jìn)行仿真的具體步驟為

(1)建立仿真文件，選擇仿真基礎(chǔ)指標(biāo)，導(dǎo)入底圖，其中仿真指標(biāo)包括道路靠右通行的屬性和仿真運(yùn)行的時(shí)間段，底圖為城市道路網(wǎng)的電子地圖(DXF格式);

(2)繪制信號(hào)交叉口，先進(jìn)行交叉口建模，再編輯渠化設(shè)施，包括道路的車道數(shù)、寬度、限制通行速度等;

圖1 基于S－Paramics軟件的信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)步驟

(3)輸入交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括信號(hào)配時(shí)、交通流量等;

(4)校驗(yàn)?zāi)Ｐ?，進(jìn)行仿真運(yùn)行，導(dǎo)出數(shù)據(jù)，進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，得出結(jié)論。

綜上所述，基于S－Paramics軟件進(jìn)行信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)的步驟如圖1所示。

2 實(shí)例分析

2.1 江川路滬閔路交叉口簡(jiǎn)介

通過(guò)對(duì)上海交通大學(xué)閔行校區(qū)周邊的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在東起滄源路，西至華寧路，北起劍川路，南至江川路這樣一個(gè)矩形區(qū)域中集中了上海電機(jī)廠、上海汽輪機(jī)廠、上海交大、眾多初高中以及大量居民生活小區(qū)。一方面，此區(qū)域內(nèi)生活著較多的上海交通大學(xué)教職工，同時(shí)區(qū)域內(nèi)的其它各單位與上海交大的交流也非常頻繁;另一方面，此區(qū)域內(nèi)交通流來(lái)源的構(gòu)成相對(duì)合理，流量比較適中，道路等級(jí)層次豐富，交通系統(tǒng)及其相關(guān)設(shè)施也較為到位。江川路與滬閔路交叉口處于該區(qū)域的核心位置，因此，選取該交叉口作為的研究對(duì)象。江川路與滬閔路交叉口的渠化及信號(hào)配時(shí)圖分別如圖2、圖3所示。

圖2 江川路滬閔路交叉口渠化圖

圖3 江川路滬閔路交叉口信號(hào)燈相位圖

2.2 基于S－Paramics的江川路與滬閔路交叉口交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)

利用S－Paramics對(duì)江川路與滬閔路交叉口的交通服務(wù)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了使結(jié)果更為精確，針對(duì)每一情景，進(jìn)行10次仿真，仿真時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為3600秒，并以200秒為一間隔，進(jìn)行多次重復(fù)仿真。取絕對(duì)平均數(shù)，作為最后評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

(1)交叉口延誤

經(jīng)過(guò)仿真，得出江川路與滬閔路交叉口的延誤如表1所示。

表1 江川路與滬閔路交叉口延誤

表1表明:江川路—滬閔路交叉口南進(jìn)口道總延誤時(shí)間最長(zhǎng)，東進(jìn)口道總延誤時(shí)間最短，北進(jìn)口道平均延誤時(shí)間最長(zhǎng)，東進(jìn)口道平均延誤時(shí)間最短。

(2)最大排隊(duì)長(zhǎng)度

江川路－滬閔路交叉口各進(jìn)口道最大排隊(duì)長(zhǎng)度如表2所示。

表2 江川路滬閔路交叉口各進(jìn)口道最大排隊(duì)長(zhǎng)度

表2表明:江川路—滬閔路交叉口西進(jìn)口道路大排隊(duì)長(zhǎng)度最大，東、北進(jìn)口道最大排隊(duì)長(zhǎng)度最小。

3 結(jié)論

信號(hào)交叉口的交通服務(wù)水平評(píng)價(jià)是信號(hào)交叉口組織優(yōu)化的基礎(chǔ)，對(duì)提高通行效率、推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益有著巨大的作用。以S－Paramics軟件為基礎(chǔ)，對(duì)上海江川路與滬閔路交叉口的交通服務(wù)水平進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)，仿真結(jié)果與理論計(jì)算基本吻合，能為后續(xù)的交叉口組織優(yōu)化提供參考。但由于條件所限，未對(duì)非機(jī)動(dòng)車和行人進(jìn)行仿真，對(duì)于最終評(píng)價(jià)精度會(huì)造成一定影響，這是在后續(xù)工作中需要解決的問(wèn)題。

［1］林臻.機(jī)動(dòng)車背景下我國(guó)大學(xué)校園交通的優(yōu)化策略研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2007.

［2］李洪兵，孫智源，葛喜俊.基于S－Paramics微觀仿真技術(shù)的城市物流園區(qū)交通影響分析［J］.物流技術(shù)，2009，28(4):71 －72

［3］孫智源，于麗娜，孫揚(yáng)揚(yáng).基于 TransCAD、Hardsoft、S －Paramics的城市對(duì)外交通道路網(wǎng)設(shè)計(jì)［J］.中國(guó)水運(yùn)，2009，9(8):217 －219