基于VISSIM交叉路口交通信號配時優(yōu)化研究

袁佳慧 梁冬菊 陳苡檸

摘 ?要：交叉口合理信號配時是提高路網(wǎng)交通通行能力的重要措施之一，具有成本低、效率高等優(yōu)點。該文以南京市江北新區(qū)澳林廣場交叉路口為例，研究了現(xiàn)有交通信號配時不合理性與該交叉路口交通擁堵問題的關(guān)系。結(jié)合交通流量實地調(diào)查及理論分析，提出了3種不同的優(yōu)化方案。利用VISSIM交通微觀仿真軟件，對3種方案的延誤時間、停車次數(shù)、排隊長度等各指標(biāo)進行了分析及比較研究。

關(guān)鍵詞：交通信號配時 ?優(yōu)化 ?配時算法 ?VISSIM微觀仿真

中圖分類號：U491.23 ? 文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（c）-0058-02

VISSIM是一種基于時間間隔和駕駛行為的微觀仿真建模工具，能夠?qū)煌ìF(xiàn)狀以及優(yōu)化方案的效果進行有效而準(zhǔn)確的分析。該課題首先根據(jù)實地調(diào)查獲取現(xiàn)有交通信號配時參數(shù)，其次利用TRRL算法得到最佳周期長度，進而得出最優(yōu)參數(shù)[1]，最后采用交通仿真工具對優(yōu)化方案進行驗證，證明方案具有良好的效果。

1 ?道路及交通流量現(xiàn)狀

1.1 交叉口環(huán)境及周邊現(xiàn)狀

研究對象為南京市浦珠北路，浦珠中路，新馬路和點將臺路的交叉路口，是較為標(biāo)準(zhǔn)的十字路口。點將臺路為南北走向的城市支路，北起泰西路，南至浦珠北路，全長1.6km;新馬路為南北走向的城市支路，北起浦珠北路，南至浦中路，全長2.4km;浦珠中路為東西方向的城市主干道，西起萬壽路，東至點將臺路與新馬路交叉口，全長4.0km;浦珠北路為東西方向城市主干道，西起點將臺路與新馬路交叉口，東至大橋北路，全長5.1km。此交叉口附近用地情況復(fù)雜，包含金融、居住、科研用地，人流較為密集。

1.2 交叉口節(jié)點范圍道路現(xiàn)狀

該交叉口為4條道路的交叉點，點將臺路為雙向5車道，進口道拓寬1條道共3條車道，出口道為2車道;新馬路為雙向5車道，進口道為3車道，2條為左轉(zhuǎn)道;浦珠北路為雙向8車道，進口5車道，有右轉(zhuǎn)專用道，受單獨信號燈控制;浦珠中路為雙向9車道，進口道為5車道，出口道有3條主路，2條輔路。

2 ?交通調(diào)查及數(shù)據(jù)統(tǒng)計

為了對該交叉口進行優(yōu)化，需要獲取路口交通參數(shù)的具體數(shù)值[1]。我們對研究路口進行了實際調(diào)查，采集了車道數(shù)、各車道寬度、車道功能劃分等數(shù)據(jù)，記錄了信號配時參數(shù)，記錄了高峰時段交通流量、通行時間、轉(zhuǎn)向比例等交通參數(shù)，如表1所示。

根據(jù)所采集的交叉口現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，使用VISSIM交通微觀仿真軟件進行仿真，以實際交叉口為背景，構(gòu)建路網(wǎng)，并設(shè)置該交叉口的車道寬度、路徑?jīng)Q策、沖突點以及信號配時等數(shù)據(jù)，模擬該交叉口運行狀況。

設(shè)置仿真時間為3600s，得到現(xiàn)行的排隊長度，車輛延誤。仿真結(jié)果表明，路口車輛排隊較長，停車次數(shù)較多，路口內(nèi)出現(xiàn)交通擁堵的狀況，路口通行能力與交通量不能相適應(yīng)。

3 ?優(yōu)化方案與Vissim仿真

3.1 交叉口優(yōu)化方案

（1）方案一：韋伯斯特（Wwbster）配時法。

（2）方案二：改變綠信比。

為滿足各進口交通量的需求，需要對交叉口的信號配時進行優(yōu)化，適當(dāng)調(diào)整各信號相位信號燈的時間。相比南北向交通，東西方向的信號燈存在冗余現(xiàn)象，這在綠燈末期經(jīng)常存在著一定的交通浪費現(xiàn)象。該方案采取保持信號配時周期不變的情況下，修改信號燈配時方案，以2s為一個步長因子，提升南北通行的綠燈時長，相應(yīng)地降低東西方向通行的綠燈時間，則設(shè)置有效綠燈時間為31s、26s、44s、37s為此方案最優(yōu)配時。

（3）方案三：將東西方向左轉(zhuǎn)及直行合并為一個相位通行。

由現(xiàn)況仿真可知，東西方向車流通行存在著可接受穿越間隙，同時西進口的車流量極小，因此采用合并東西向左轉(zhuǎn)和直行相位的方案，即東西向直行與左轉(zhuǎn)車流通過讓行通過交叉口，從而實現(xiàn)該路口的優(yōu)化。

3.2 優(yōu)化方案后交叉口仿真結(jié)果

運用Vissim軟件，對3個方案分別進行仿真，結(jié)果表明交通狀況均有所改善。方案一是較為明顯改善車輛延誤的優(yōu)化措施，每個進口道的延誤均有所改善;方案二犧牲了東西方向的交通能力來換取了南北方向的通行能力的優(yōu)化措施;方案三減少了東西方向獨立相位中無效綠燈和相位過度的時間，但是是否適合實際整體交叉口情況有待考察。

通過優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)各路口交通狀況比優(yōu)化前均有所改善，南北方向的優(yōu)化更為明顯，排隊長度以及延誤時間與現(xiàn)狀相比有明顯下降。通過調(diào)整交叉口周期，能夠改善各個相位以及整個交叉口的交通效率，通過降低東西方向綠信比，可以改善南北向的交通效率。

優(yōu)化后東進口、西進口、北進口道路平均服務(wù)水平均從目前的E上升為D，道路情況得到了明顯改善。

4 ?結(jié)語

對南京市江北新區(qū)澳林廣場交叉口高峰時段擁堵問題進行優(yōu)化研究，并利用Vissim軟件進行仿真驗證優(yōu)化效果。優(yōu)化前后交叉口車輛延誤、排隊長度和停車次數(shù)3個指標(biāo)的對比分析表明，路口通行能力顯著提高，道路服務(wù)水平明顯提升。

參考文獻

[1] 段敬琳.城市交通信號燈動態(tài)配時優(yōu)化算法研究[D].沈陽大學(xué)，2014.

[2] 李苗苗，王玉娜，孫葉.基于Vissim仿真的城市交叉口信號配時優(yōu)化分析[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2016，26（4）：22-26.

[3] 席睿璞.基于VISSIM仿真的交叉口信號優(yōu)化方案與評價[J].內(nèi)燃機與配件，2018（1）：41-43.