西安市典型交叉口優(yōu)化與仿真研究

薛詠梅 盧歡歡 李荀

摘 要：為緩減西安市碑林區(qū)文藝南路和建設(shè)路交叉口擁堵的交通現(xiàn)狀，文章對(duì)該交叉口的信號(hào)配時(shí)和車道布局進(jìn)行優(yōu)化，并借助VISSIM交通仿真軟件對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明該方案能使延誤時(shí)間和排隊(duì)長(zhǎng)度都明顯減少。關(guān)鍵字：道路交叉口;VISSIM軟件;信號(hào)配時(shí)中圖分類號(hào)：U462 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2019）01-139-02

Research on Optimization and Simulation of Typical Crossroads in Xi'an

Xue?Yongmei， Lu Huanhuan， Li Xun

（?School of Automobile， Chang'an University，?Shaanxi Xi'an 710064?）

Abstract：?In order to reduce the traffic congestion at the intersection of Wenyi South Road and Jianshe Road in Beilin District， Xi'an， this paper optimizes the signal timing and lane layout of the intersection and evaluates the scheme with VISSIM traffic simulation software. The results show that the scheme can significantly reduce the delay time and queue length.Keywords： road intersection; VISSIM software; signal timingCLC NO.： U462 ?Document Code： A ?Article ID：?1671-7988（2018）23-139-02

引言

隨著我國(guó)汽車擁有量的持續(xù)增加，一系列城市交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重，道路交叉口的擁堵、秩序混亂以及延誤等交通問(wèn)題，會(huì)影響到整個(gè)路網(wǎng)的安全性。因此，對(duì)路網(wǎng)中關(guān)鍵的交叉口進(jìn)行改造與優(yōu)化設(shè)計(jì)，將會(huì)有效提高行車安全，減少行車延誤，對(duì)緩解城市交通壓力起到重大作用。

1 VISSIM仿真

全稱PTV—VISSIM是由德國(guó)PTV公司開(kāi)發(fā)的，是一種用以城市交通和公共交通運(yùn)行的交通仿真建模工具。它可以分析各種交通條件下車道類型、交通組成、交通信號(hào)控制等交通運(yùn)行情況，具有分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)方案比選等功能。VISSIM仿真具體步驟如下：

（1）確認(rèn)仿真對(duì)象，并對(duì)其基本交通數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查;

（2）利用繪圖軟件繪制交叉口仿真藍(lán)圖;

（3）把交叉口底圖導(dǎo)入軟件平臺(tái)，對(duì)交叉口的各要素進(jìn)行精確描繪;

（4）輸入仿真數(shù)據(jù)，如交叉口交通流量、信號(hào)相位、配時(shí)方案數(shù)據(jù)等;

（5）選擇仿真結(jié)果輸出形式;

（6）分別對(duì)現(xiàn)狀及改善方案進(jìn)行仿真分析，最后得出結(jié)論。

2 交叉口交通現(xiàn)狀分析

2.1 交叉路口布局

“翠華路——育才路”T形交叉口位于陜西省西安市雁塔區(qū)，翠華路為南北走向城市主干道，育才路為至東向西的城市支路。翠華路和育才路分別為雙向四車道和單向二車道布置。

2.2 交叉口基本情況

根據(jù)調(diào)查，翠華路——育才路交叉口現(xiàn)狀信號(hào)配時(shí)如下：周期共長(zhǎng)124s，共2個(gè)相位，只有一相位有黃燈時(shí)間為3s。相位1北進(jìn)口車流通過(guò)，綠燈時(shí)間76s;相位2南進(jìn)口和東進(jìn)口左轉(zhuǎn)車流通過(guò)，綠燈時(shí)間60s。交叉口交通量現(xiàn)狀見(jiàn)表1。

3 交叉口改造方案優(yōu)化設(shè)計(jì)

據(jù)調(diào)查，該交叉口目前的主要擁堵問(wèn)題是：從育才路進(jìn)入翠華路的車輛造成翠華路直行車道的擁堵，而翠華路北進(jìn)口直行車道的擁堵更為嚴(yán)重;從翠華路右轉(zhuǎn)進(jìn)入育才路的非機(jī)動(dòng)車沒(méi)有專用車道，與育才路直行車輛造成一定的沖突;隨著共享單車的普及，翠華路翠華小學(xué)前段的人行道上混入大量自行車，早晚上學(xué)和放學(xué)高峰期造成翠華路直行車道的擁堵較為嚴(yán)重。

3.3 交叉口信號(hào)配時(shí)優(yōu)化

根據(jù)（1）、（2）兩式，優(yōu)化后該交叉口的信號(hào)配時(shí)方案如下表2所示。

式中：L為交叉口總損失時(shí)間;Y為各相臨界車道交通流量比之和;C為最佳周期長(zhǎng)度。

式中：Y為流量比總和，y_i為各相位的流量比。

3.3 交叉口車道渠化方案

結(jié)合翠華路——育才路交叉口現(xiàn)狀，本文對(duì)該交叉口車道渠化優(yōu)化方案如下：一是將翠華路翠華小學(xué)段的人行道分設(shè)為人行車道和自行車道;二是在育才路增設(shè)一條非機(jī)動(dòng)車專用車道。

4 交叉口優(yōu)化后效果評(píng)價(jià)

優(yōu)化仿真模擬后如圖1所示。

本文采用延誤和排隊(duì)長(zhǎng)度來(lái)評(píng)價(jià)翠華路——育才路交叉口的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)仿真得到的T形交叉口的延誤及平均排隊(duì)長(zhǎng)見(jiàn)表3。

由上表可知，調(diào)整信號(hào)配時(shí)和交叉口車道渠化后，該交叉口各進(jìn)口道的排隊(duì)長(zhǎng)度以及延誤時(shí)間大大降低，同時(shí)消除了交叉口內(nèi)部的沖突點(diǎn)，提高了車輛通過(guò)該交叉口的連續(xù)性和安全性，使得整個(gè)交叉口的交通運(yùn)行情況得到極大地改善。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合西安市翠華路——育才路交叉口的具體實(shí)例，通過(guò)運(yùn)用V1SS1M仿真軟件建立了交叉口交通仿真模型，在調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，找出存在的問(wèn)題，提出改善方案。通過(guò)理論分析同V1SS1M交通仿真系統(tǒng)相結(jié)合的方法，尋找平面交叉口的優(yōu)化信號(hào)配時(shí)方案和交叉口車道改善方案，最終根據(jù)軟件系統(tǒng)的評(píng)價(jià)功能，對(duì)平均延誤和排隊(duì)長(zhǎng)度等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，信號(hào)配時(shí)和車道布置的優(yōu)化使交叉口的交通狀況得到改善，緩解交通壓力，同時(shí)也為城市交叉口信號(hào)的優(yōu)化和通行能力的提高提供有效的參考。

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