基于VISSIM仿真的有軌電車交叉口信號優(yōu)先控制策略研究

何夢琦

摘 ?要：城市軌道交通中現(xiàn)代有軌電車已經(jīng)成為主流發(fā)展，使城市內(nèi)部呈現(xiàn)出多元化交通方式，利用信號優(yōu)先措施能夠提升電車交叉口運行效率。此次研究主要是基于VISSIM仿真探討分析有軌電車交叉口信號優(yōu)先控制策略，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價值。

關(guān)鍵詞：VISSIM仿真;有軌電車;交叉口信號;優(yōu)先控制

隨著城市化發(fā)展速度不斷加快，也相應增加了交通壓力。當前，城市交通需求呈現(xiàn)出多元化發(fā)展特征，也就出現(xiàn)了較多新型交通方式。其中，現(xiàn)代有軌電車是一種介于公共汽車和軌道的交通方式，此種交通方式運行速度比較快，且乘車空間比較舒適，因此已經(jīng)成為理想化換乘方式。有軌電車在交叉路口多以信號燈和其他交通流相隔離。為了全面提升有軌電車通行效率，需要將電車優(yōu)先信號設(shè)置在交叉路口。有軌電車的通行權(quán)主要包括無優(yōu)先，部分優(yōu)先和絕對優(yōu)先，不同通行權(quán)對交通通信效率的影響不同。本文主要是研究和分析有軌電車交叉口信號優(yōu)先控制，并且給予針對性地通行建議。

1、VISSIM仿真系統(tǒng)

VISSIM屬于一種仿真建模工具，主要是基于駕駛行為和時間間隔以對交通情況下公共交通和城市交通運行狀態(tài)進行建模分析，進一步對城市規(guī)劃設(shè)計方案和交通工程設(shè)計進行評價。基于VISSIM仿真模型是在19世紀70年代所提出的生理心理駕駛行為模型。該模型的思路如下：若后車駕駛員認為其與前車的距離小于安全距離，就會逐漸減速。然而由于駕駛員無法判斷前車駕駛速度，因此會將速度降低于前車速度，直至前后兩車滿足安全距離之后再開始加速。

2、基于VISSIM有軌電車仿真建模

此次研究以某地區(qū)有軌電車T1線路為例，選擇行駛線路上的典型交叉路口進行仿真建模。VISSIM屬于駕駛行為，時間間隔的仿真建模工具，可以有效判斷城市交通運行情況。圖1為某十字交叉口示意圖。

2.1道路幾何條件

此次研究所選取的交叉路口對應的道路等級和交通量分別使用字母代替，其中X交叉口屬于四相位主干道交叉口，存在專用相位和左轉(zhuǎn)專用道;Y交叉口屬于三相位次干道交叉口，包含左轉(zhuǎn)專用相位;Z交叉口屬于兩相位支路交叉口，主路禁止左轉(zhuǎn)。在道路中間布設(shè)有軌電車線路，并且與主干道直行車輛共用一個相位。

2.2定時信號控制策略

在定時控制模式下不實行信號優(yōu)先策略，有軌電車與社會車輛時長按照固定配時方案確定。在仿真試驗中，有軌電車時相與不沖突的社會車輛時相同時啟動/禁止。

2.3絕對信號優(yōu)先策略

在設(shè)計控制時，將檢測器設(shè)置在有軌電車線路上，這樣能夠?qū)τ熊夒娷囃ㄟ^/進入交叉口進行判斷。在一般情況下，交叉口以固定配時方案對信號燈運行進行控制，并且不需要考慮有軌電車流動。若有軌電車壓入交叉口上游檢測器之后，信號控制系統(tǒng)會在控制計劃中插入有軌電車時相，便于列車通過。在此期間將會禁止與有軌電車存在沖突性的社會車輛，此時也會對與有軌電車不沖突的社會車輛予以通行。有軌電車在經(jīng)過下游檢測器之后，會使有軌電車時相結(jié)束并恢復到原控制方案。絕對信號優(yōu)先策略只要存在有軌電車觸發(fā)優(yōu)先信號，則能夠給予列車通行需求，確保有軌電車不受延滯地通過交叉口。

絕對信號優(yōu)先策略主要是基于VISSIM仿真系統(tǒng)中的車輛感應控制模塊來對交叉口實施感應控制，此時需要應用vap/pua格式文件。其中，vap文件主要是編輯感應控制邏輯，并且有效判斷檢測器所采集的交通信號，這樣能夠根據(jù)vap文件中所包含的邏輯關(guān)系對信號燈進行控制，以此對交叉口實行感應控制。pua文件主要是轉(zhuǎn)換交叉口之間的相位，利用編寫pua文件能夠?qū)崿F(xiàn)相位順序，并且設(shè)置不同相位的時間間隔。

2.4結(jié)果分析

此次仿真試驗所設(shè)定的時間為3600s，每秒進行1次掃描。在完成仿真試驗之后，VISSIM仿真系統(tǒng)能夠?qū)⒎抡娼Y(jié)果存儲在數(shù)據(jù)文件中，通過處理文件能夠獲得絕對信號優(yōu)先前和優(yōu)先后交叉口不同進口道的平均延誤和服務(wù)水平，各方向的平均延誤和現(xiàn)代有軌電車平均延誤和停車次數(shù)結(jié)果如下：交叉口信號控制系統(tǒng)對有軌電車實行絕對絕對信號優(yōu)先前和優(yōu)先后，交叉口平均延誤和服務(wù)水平基本不變。有軌電車運行方向為南北雙向運行;在實施信號絕對優(yōu)先之后，在一定程度上增加了東西進口的橫向社會車流平均延誤;南北進口右轉(zhuǎn)/直行車流與有軌電車運行方向無沖突。因此在給予有軌電車優(yōu)先信號期間顯示綠燈信號，能夠有效減少南北進口右轉(zhuǎn)/直行車流延誤。從上述結(jié)果能夠看出，當有軌電車線路處于交叉口主干道時應用絕對信號優(yōu)先策略不會對該位置服務(wù)水平和延誤造成影響，全面提升主干道社會車輛的通行效率。其次，在對有軌電車實施絕對信號優(yōu)先之后，有軌電車的停車次數(shù)和延誤時間均為零，這就表明絕對信號為有軌電車提供了最高優(yōu)先權(quán)，使有軌電車在通過交叉口時不會受到延誤和阻滯。

在整個仿真試驗中能夠看出，有軌電車的最小追蹤間隔時間為2分鐘，然而在實際運行期間其最小追蹤間隔時間往往超過2分鐘，因此會相應減少對橫向社會車流的影響。

3、結(jié)束語

綜上所述，為了全面提升有軌電車的運行效率，在實施交叉口信號時應當采用絕對優(yōu)先策略，然而由于有軌電車會對交叉道路通行情況造成影響，因此需要在交通組織量比較少的情況下推廣應用絕對優(yōu)先策略。其次，當有軌電車線路處于交叉口主干道時應用絕對信號優(yōu)先策略不會對該位置服務(wù)水平和延誤造成影響，全面提升主干道社會車輛的通行效率，且絕對信號為有軌電車提供了最高優(yōu)先權(quán)，使有軌電車在通過交叉口時不會受到延誤和阻滯。

參考文獻

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