城市道路交叉口仿真評價及優(yōu)化配時

黃少澤　趙寧

摘 要：交叉口上的交通流量會隨著具體情況的不同而相應(yīng)地發(fā)生變化。對于一個已經(jīng)設(shè)置好配時方案的交叉口，原先的信號配時就可能不再適合現(xiàn)在發(fā)生變化后的交叉口，這就會導(dǎo)致交通擁堵。以壽縣古城十字交叉口為對象，調(diào)查交叉口的交通流量、延誤和信號配時，并利用交通流理論分析交叉口交通流量，采用VISSIM軟件對其進(jìn)行模擬仿真，找出擁堵路口，然后對其進(jìn)行配時優(yōu)化，再對優(yōu)化后的配時方案進(jìn)行仿真評價。實驗證明，交通流被合理分配，交通擁堵得到消除。

關(guān)鍵詞：信號配時；交通流量；延誤；VISSIM

中圖分類號：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）04-00-02

0 引 言

交叉口是城市道路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點所在，也是城市道路的“瓶頸點”[1-3]。行經(jīng)交叉口的車輛及行人都會在交叉口處匯集，形成各種沖突點，因此常發(fā)生交通擁擠和交通事故。單點交叉口交通信號控制占城市交叉口的絕大部分，達(dá)90%以上[3，4]。因此，合理、有效地管理好單點交叉口的交通問題，是解決城市交通問題的關(guān)鍵。針對壽縣古城十字交叉口定時信號配時優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究，古城內(nèi)的交通狀況有其自己的特點，城內(nèi)一般重型車數(shù)量很少，而且行人較多。

1 交叉口交通狀況調(diào)查

1.1 交通量調(diào)查

交通量是指在指定時間內(nèi)通過道路某點的車輛或行人數(shù)量，調(diào)查的對象包括行人、機(jī)動車和非機(jī)動車。調(diào)查平面交叉口的交通量，獲取交通量的實際情況，從而準(zhǔn)確地評價出交叉口的運行效能，進(jìn)一步提出交通管理控制的優(yōu)化方案。

采用人工調(diào)查的方法對壽縣古城十字交叉口交通量進(jìn)行了觀測，將交通流按車種和流向進(jìn)行分流，觀測點定為道路入口的停車線處，在次斷面上統(tǒng)計交通量，由1人統(tǒng)一計時，數(shù)人同時計數(shù)。為直觀方便地分析交通量，將調(diào)查所得的數(shù)據(jù)列表整理后畫出折線圖，依據(jù)交通工程理論分析了該路口的通行能力。

1.2 交叉口延誤調(diào)查

交叉口延誤是評價交叉口服務(wù)水平的重要指標(biāo)，延誤是指由于各種因素而引起的通行時間損失，包括控制延誤、固定延誤、停車延誤、排隊延誤、引道延誤和行駛延誤。在交叉口的某個入口引道安排1人報時，2～3人觀測，1人記錄。報時員按預(yù)先設(shè)定的15 s的間隔來報時，報時間隔可由具體情況設(shè)定，觀察員統(tǒng)計停在停車線之后的車輛數(shù)量，統(tǒng)計員記錄。分開統(tǒng)計每分內(nèi)停駛車輛和非停駛車輛。要注意錯開調(diào)查開始時間和信號周期開始時間。

2 交叉口流量分析及評價

2.1 交叉口流量分析

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，交通高峰期為上午10點到11點和下午18點到19點，該交叉口的南進(jìn)口（南大街）作為城區(qū)出入干道，交通流量在交叉口各進(jìn)口中為最大。

實地調(diào)查數(shù)據(jù)計算得該十字交叉口的停駛車平均延誤比較長，停駛百分比為67%，由測得的數(shù)據(jù)就可得出該交叉口的交通處于擁堵狀態(tài)，和調(diào)查員所觀測到的情況相同。該路段的通行能力明顯不足，在道路改造與重新設(shè)計、規(guī)劃時應(yīng)重點考慮道路容量，提高道路的通行能力。

3 交叉口仿真分析及優(yōu)化

基于德國PTV公司開發(fā)的微觀交通流仿真軟件VISSIM，對該交叉口調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果與調(diào)查分析的結(jié)果進(jìn)行比較。交叉口仿真現(xiàn)狀如圖1所示。

結(jié)合圖1和表2中的數(shù)據(jù)均可得出南進(jìn)口的排隊長度較長，而且由表2中可看到，南進(jìn)口的行程時間較長，這說明南進(jìn)口的交通狀況擁堵比較嚴(yán)重，與實際情況相符。南大街是繁華的商業(yè)區(qū)，車流量比較多，也比較擁堵。從表2中可以看出，南進(jìn)口的左轉(zhuǎn)平均行程時間很長，其左轉(zhuǎn)的車輛也相應(yīng)的較多，對于這種左轉(zhuǎn)車輛較多的路口可以采用三相知，即增加左轉(zhuǎn)相位來改善交通狀況。

根據(jù)交叉口的交通流特性，在主要考察交叉口的通行能力與延誤這兩個因素的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計配時方案來滿足交通的需求。在交叉口應(yīng)用新的配時方案，并對改善后的交通狀況進(jìn)行仿真分析，得到改善后的仿真結(jié)果，與原來的結(jié)果相比較，結(jié)果見表3。

4 結(jié) 語

經(jīng)改善后，交通狀況明顯得到改善，南進(jìn)口的排隊長度明顯減小，改善前后的排隊長度相差還是比較大的，但是其他進(jìn)口的排隊長度變化并不大，這說明優(yōu)化后的方案是可行的。從仿真的結(jié)果比較來看，原南進(jìn)口的交通量被其他進(jìn)口分擔(dān)，因此降低了南進(jìn)口的交通壓力，改善了交通環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1] 商蕾，高孝洪，蔣漢平. 城市微觀交通模型建模及仿真實現(xiàn)[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報（交通科學(xué)與工程版），2003，27（4）：499-502.

[2] 鄧文，彭愚 . 基于信號優(yōu)化與VISSM仿真的交叉口優(yōu)化方法研究 [J]. 交通標(biāo)準(zhǔn)化， 2007，2（3）：161-164.

[3] 王秋平，譚學(xué)龍，張生瑞.城市單點交叉口信號配時優(yōu)化[J].交通運輸工程學(xué)報，2006， 6（2） ：60-64.

[4] 王京元.信號交叉口時空資源綜合優(yōu)化使用方法研究[D].南京：東南大學(xué)，2006.