基于VISSIM仿真的交叉口優(yōu)化方案研究

馬健 江雪昊 張麗巖

摘? 要：由于路口通行能力受到用地緊張、施工對(duì)通行能量影響較大等因素的影響，交叉路口的通行能力近年來(lái)屢受詬病。擴(kuò)建路口、實(shí)施單行等一系列管理措施并不能短時(shí)間內(nèi)緩解路口的通行壓力。文章選取了蘇州市吳江區(qū)運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口為例，在對(duì)交叉口現(xiàn)狀進(jìn)行分析后，設(shè)計(jì)了近、遠(yuǎn)期兩套優(yōu)化方案，并基于VISSIM對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行仿真。

關(guān)鍵詞：信號(hào)配時(shí);交叉口延誤;VISSIM仿真

中圖分類號(hào)：F570??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Because the traffic capacity of intersections is affected by factors such as tight land use and greater impact of construction on traffic energy， the traffic capacity of intersections has been criticized repeatedly in recent years. A series of management measures such as the expansion of intersections and the implementation of single lanes cannot alleviate the traffic pressure at the intersection in a short time. This paper selects the intersection of Yundong Avenue and East Taihu Avenue in Wujiang District， Suzhou city. After analyzing the current situation of the intersection， two sets of optimization schemes are designed for the near and long term， and the optimization scheme is simulated based on VISSIM.

Key words： signal timing; intersection delay; VISSIM simulation

1? 研究背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)交通運(yùn)輸?shù)男枨笕找嬖黾樱鞘薪煌▎?wèn)題日益嚴(yán)重。交通事故率居高不下，特別是在城市路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)——交叉路口處問(wèn)題尤為突出。對(duì)于整個(gè)城市道路交通網(wǎng)絡(luò)而言，十字路口是城市路網(wǎng)的瓶頸地帶，城市交通流暢運(yùn)作的關(guān)鍵，所以可以說(shuō)交叉口的通行狀態(tài)與整個(gè)城市的交通運(yùn)行狀態(tài)密切相關(guān)，擴(kuò)建道路及建設(shè)立體交通體系是緩解此類問(wèn)題的有效方式，但由于工程規(guī)模大、費(fèi)用高、用地緊張、工期長(zhǎng)等問(wèn)題，其受到了較大的限制。因此，通過(guò)對(duì)交叉口進(jìn)行合理交通組織優(yōu)化，利用現(xiàn)有的路網(wǎng)條件，以交通流量、流向?yàn)橐罁?jù)，通過(guò)理順交叉口交通秩序、合理的分配路權(quán)，并進(jìn)行科學(xué)的渠化設(shè)計(jì)，以優(yōu)化路網(wǎng)上的交通流量、流向分布，挖掘進(jìn)出口的通行能力已經(jīng)引起許多城市日益重視，并作為減少交通問(wèn)題、規(guī)范行車秩序的經(jīng)濟(jì)方法和有效手段。

2? 研究對(duì)象現(xiàn)狀

本文研究?jī)?yōu)化的交叉路口為蘇州市運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口，該交叉口呈T型，東太湖大道為城市主干道，斷面形式為四幅路，雙向7車道;運(yùn)東大道為城市次干道，斷面形式為四幅路，雙向7車道。

路口現(xiàn)有隔離設(shè)施為：東西進(jìn)口機(jī)非之間有綠化帶進(jìn)行分隔，對(duì)向機(jī)動(dòng)車之間有欄桿進(jìn)行分隔;北進(jìn)口機(jī)非之間有綠化帶進(jìn)行分隔，對(duì)向機(jī)動(dòng)車之間有欄桿進(jìn)行分隔。運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口航拍圖如圖1所示。

該交叉口的現(xiàn)狀條件如下：

（1）平面布局

運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口的平面布局如圖2所示。

（2）信號(hào)配時(shí)

運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口目前在早晚高峰采用不同的相位控制方案，早高峰采用四相位信號(hào)燈控制的管理形式，交叉口信號(hào)周期T=220s，晚高峰采用三相位控制，信號(hào)周期T=220s，相位安排及高峰小時(shí)各相位綠燈時(shí)長(zhǎng)如表1、表2所示。

3? 運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口優(yōu)化方案比選

針對(duì)該交叉口具有明顯的潮汐特性，早高峰期間，由西向北的車流占比較大，而晚高峰期間，則由北向西的車流較多這一特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了四套備選方案，描述如下。

3.1? 方案一

西進(jìn)口與北進(jìn)口分別增設(shè)一條左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車導(dǎo)行線，與此同時(shí)，非機(jī)動(dòng)車的綠化帶相應(yīng)做出調(diào)整，左轉(zhuǎn)的非機(jī)動(dòng)車當(dāng)且僅當(dāng)左轉(zhuǎn)信號(hào)燈單獨(dú)亮綠燈時(shí)，方可放行。如圖3（a）所示。

3.2? 方案二

取消東太湖大道東側(cè)人行橫道，其西側(cè)與運(yùn)東大道北側(cè)分別增設(shè)一條非機(jī)動(dòng)車道，并于西北角設(shè)置安全島，非機(jī)動(dòng)車采用二次過(guò)街的形式，如圖3（b）所示。

3.3? 方案三

結(jié)合方案一和方案二，即增設(shè)兩條非機(jī)動(dòng)車導(dǎo)行線，取消東太湖大道東側(cè)人行橫道，其西側(cè)與運(yùn)東大道北側(cè)分別增設(shè)一條非機(jī)動(dòng)車道，并于西北角設(shè)置安全島，如圖4（a）所示。與此同時(shí)，非機(jī)動(dòng)車的綠化帶相應(yīng)做出調(diào)整，左轉(zhuǎn)的非機(jī)動(dòng)車，既可以左轉(zhuǎn)信號(hào)燈單獨(dú)亮綠燈時(shí)放行，亦可采用二次過(guò)街的形式。

3.4? 方案四

在方案一的基礎(chǔ)上，由于車流量的不均衡性，于東太湖大道西進(jìn)口方向加設(shè)潮汐車道，具體描述如下。

西進(jìn)口與北進(jìn)口分別增設(shè)一條左轉(zhuǎn)非機(jī)動(dòng)車導(dǎo)行線，與此同時(shí)，非機(jī)動(dòng)車的綠化帶相應(yīng)做出調(diào)整，左轉(zhuǎn)的非機(jī)動(dòng)車當(dāng)且僅當(dāng)左轉(zhuǎn)信號(hào)燈單獨(dú)亮綠燈時(shí)，方可放行。另外，將東太湖大道西出入口由東向西方向的直行車道數(shù)由三條改為二條，并將靠近中心綠化帶的那條直行車道改為潮汐車道。與此同時(shí)，西進(jìn)口由西向東方向，靠近中央綠化帶一側(cè)，地面增加信號(hào)控制燈一個(gè)及可變信息板兩個(gè)。如圖4（b）所示。

3.5? 相位圖

運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口，早高峰采用四相位信號(hào)控制交叉口，晚高峰采用三相位信號(hào)控制。如圖5、圖6所示。

4? 基于VISSIM的運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口優(yōu)化仿真

利用VISSIM對(duì)運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口交通狀況進(jìn)行仿真，模擬進(jìn)行信號(hào)配時(shí)優(yōu)化和渠化設(shè)計(jì)后，交叉口通行能力變化趨勢(shì)，以交叉口地形、實(shí)地調(diào)查流量數(shù)據(jù)、信號(hào)配時(shí)等作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。

在該交叉口仿真圖如圖7所示。

運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口的改進(jìn)方案一、四采用現(xiàn)狀交叉口配時(shí)設(shè)計(jì)，方案二、三進(jìn)行適當(dāng)修改，其相位設(shè)計(jì)如表3所示。

經(jīng)過(guò)仿真得出運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口的平均排隊(duì)長(zhǎng)度表和優(yōu)化前后延誤時(shí)間對(duì)比表如表4、表5所示。

可以看出，運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口做出信號(hào)配時(shí)的調(diào)整后，在新方案的控制下仿真周期的車輛平均延誤均有所下降，并趨于平穩(wěn)，與原方案相比減少了12～20s，說(shuō)明在新方案下車輛的延誤情況得到明顯改善。新方案控制下各路口的延誤時(shí)間均比原方案少，尤其是車輛延誤優(yōu)化效果顯著。綜上所述，四種方案均對(duì)運(yùn)東大道高峰時(shí)期通行能力有所提升，其中方案四效果顯著。

5? 結(jié)論與建議

針對(duì)運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口的優(yōu)化問(wèn)題，可以根據(jù)實(shí)際情況做出分步驟的優(yōu)化整改。近期，相關(guān)部門可以根據(jù)方案一或方案四進(jìn)行優(yōu)化，加設(shè)非機(jī)動(dòng)車導(dǎo)行線，并縮短機(jī)非分割綠化帶，與此同時(shí)，可以將西進(jìn)口的其中一條直行道改為潮汐車道，并加設(shè)信號(hào)燈和可變信息板。遠(yuǎn)期，相關(guān)部門可以根據(jù)方案二或方案三進(jìn)行優(yōu)化，取消東太湖大道東側(cè)人行橫道，其西側(cè)與運(yùn)東大道北側(cè)分別增設(shè)一條非機(jī)動(dòng)車通道，并于西北角設(shè)置安全島。

目前，該優(yōu)化方案已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際測(cè)試階段，運(yùn)東大道—東太湖大道交叉口交通流暢度已經(jīng)顯著提升，并且對(duì)東太湖大道沿線各交叉口的交通流暢度都呈現(xiàn)出良好的促進(jìn)作用。

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