基于VISSIM仿真的雙向左轉(zhuǎn)車道適用性分析

鄒志發(fā) 陳榮濤 李均

摘 要：目前我國對于雙向左轉(zhuǎn)車道的研究還處于起步階段，且對于其適用條件并未做出針對性的研究。為了研究雙向左轉(zhuǎn)車道在不同影響因素下適宜的交通量范圍，本文運用VISSIM仿真軟件，選取平均延誤、平均排隊長度和沖突次數(shù)為評價指標，研究在不同水平下的主路小時交通量、支路小時交通量、主路左轉(zhuǎn)車比例影響下，設置了雙向左轉(zhuǎn)車道的雙向三車道道路的各個評價指標的變化規(guī)律，從而研究雙向左轉(zhuǎn)車道在多因素組合條件下的適用條件。

關(guān)鍵詞：交通工程;雙向左轉(zhuǎn)車道;交通仿真;灰色關(guān)聯(lián)度;適用條件

中圖分類號：TU997 文獻標識碼：A

0 引言

雙向左轉(zhuǎn)車道（以下簡稱“TLT”）是一種特殊的中央分隔帶，設置在道路中央，專供車輛左轉(zhuǎn)或調(diào)頭，具有減少沖突、提高駕駛安全性以及凈化交通的優(yōu)點[1]。研究表明，TLT能顯著降低事故率，對于延誤的影響很小[2]，并且道路設置了TLT后駕駛?cè)说鸟{駛行為得到了改善[3]。相關(guān)研究表明，“四改三”因沖突點的減少和視距的改善可以使得交通安全性提高[4]，且“四改三”基本上能夠在保持一定道路服務水平的基礎上實現(xiàn)提高道路安全的要求[5]。

然而，國外對TLT適用條件均以平均日交通量為標準，各州之間的調(diào)查和研究成果上差異極大，無法作為一個統(tǒng)一的標準直接使用;而且目前中國還未針對TLT的適用條件進行針對性的研究，沒有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范去指導TLT的設置，導致了TLT在國內(nèi)未能得到有效的推廣。因此有必要針對中國的實際情況，研究多個因素組合影響下的TLT適宜的交通量范圍。

1 VISSIM仿真實驗

本文選取主路小時交通量、支路小時交通量、主路左轉(zhuǎn)車比例以及支路間距進行分析。

選用VISSIM軟件建立設置了TLT的雙向三車道道路模型。選取平均延誤、平均排隊長度以及沖突次數(shù)作為評價指標[6，7]，研究在不同影響因素下，設置了雙向左轉(zhuǎn)車道的雙向三車道道路的各個評價指標的變化規(guī)律，從而研究雙向左轉(zhuǎn)車道在多因素組合條件下的適用條件。

1.1 仿真參數(shù)標定以及影響因素水平的劃分

為了研究主路小時交通量、支路小時交通量、主路左轉(zhuǎn)車比例以及支路間距等因素對TLT車道設置的影響，對各影響因素選取不同的水平進行研究。

（1）仿真模型的主路小時交通量計算基數(shù)以雙向四車道為基準。選取具有代表性的交通量1 700 veh·h-1作為主路每條車道基本能力，選取0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4這七個V/C水平進行研究。

（2）根據(jù)侯佳[8]等人的研究經(jīng)驗，選取100 veh·h-1、200 veh·h-1、300 veh·h-1三種水平作為支路單向小時交通量。

（3）左轉(zhuǎn)交通量比例結(jié)合實際觀測數(shù)據(jù)取10%、20%、30%三個水平，且為了減少右轉(zhuǎn)交通量的影響，簡化實驗，取右轉(zhuǎn)交通量比例為10%。

結(jié)合不同水平下的左轉(zhuǎn)交通量比例以及支路交通量，共計63種交通條件。

1.2 支路交通量與主路左轉(zhuǎn)車輛比例影響分析

在VISSIM中進行仿真實驗，在上述交通量條件下每種條件仿真10次，最終得到不同水平下的支路交通量與主路左轉(zhuǎn)車輛比例在不同V/C下對應的平均延誤以及沖突次數(shù)，并繪制成圖2所示的曲線。

平均延誤與平均排隊長度反映了道路模型的通行效率，沖突次數(shù)反映了道路模型的行車安全。因此，本文從道路模型的通行效率以及行車安全兩個方面對雙向三車道模型的仿真數(shù)據(jù)進行分析。

1.2.1 通行效率分析

在特定的左轉(zhuǎn)交通量比例與支路交通量的條件下，平均延誤與平均排隊長度隨著V/C的增加而增加，且最初增加緩慢，但當V/C達到某一個特定值時，平均延誤與平均排隊長度值急劇增加，我們將V/C的這個特定值定義為“拐點值”。當左轉(zhuǎn)交通量比例一定時，在相同的V/C條件下，平均延誤與平均排隊長度隨著支路交通量的增加而增加。

美國公路通行能力手冊HCM2010中對無信號控制交叉口服務水平進行了劃分。當左轉(zhuǎn)交通量比例在10%，三車道模型的服務水平在不同水平的支路交通量下，能保持A、B、C級，道路通行效率較高;當左轉(zhuǎn)交通量比例在20%、30%，且在支路交通量水平為100 veh·h-1、

200 veh·h-1的條件下，三車道模型的服務水平能保持在A、B、C級水平，但在支路交通量水平為300 veh·h-1的條件下，當V/C到達拐點值0.35時，平均延誤急劇增大，服務水平由C級向E級甚至F級躍遷，車輛擁堵現(xiàn)象嚴重，交通環(huán)境變差。平均排隊長度變化規(guī)律與平均延誤大致相同。

由圖2可知，以仿真路段能維持在A級服務水平為標準，以左轉(zhuǎn)交通量比例為10%為例：當支路交通量小于100 veh·h-1時，主路適宜的V/C不應超過0.4;當支路交通量介于100～200 veh·h-1時，主路適宜的V/C不應超過0.35;當支路交通量介于200～300 veh·h-1時，主路適宜的V/C不應超過0.25。當左轉(zhuǎn)交通量比例為20%、30%時，規(guī)律與之類似。這是由于當主路交通量過大時，主路車輛過多，導致主路無法提供可插入間隙使左轉(zhuǎn)與支路來車有足夠的空間轉(zhuǎn)向，因此主路的V/C不宜過大。

2 結(jié)語

本文利用VISSIM軟件建立雙向三車道仿真模型，選取平均延誤、平均排隊長度與沖突次數(shù)作為評價指標，在不同主路小時交通量、左轉(zhuǎn)交通量比例、支路交通量與支路間距等影響因素的組合下，提出了設置TLT的雙向三車道道路能適宜的交通量范圍。

參考文獻：

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[3]García R，Valdés D，F(xiàn)igueroa-Medina A M.Evaluation of the Effectiveness on the Implementation of a Two-Way Left-Turn Lane with Educational Material in Highway PR-107 using a Driving Simulator[J].Transportation Research Record：Journal of the Transportation Research Board，2019（9）：287-296.

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[7]Shao Y，Han X，Wu H，et al.Evaluating the sustainable traffic flow operational features of an exclusive spur dike U-turn lane design[J].PLOS ONE，2019，14.

[8]侯佳，周廣，杜小川，等.城市主干道接入口左轉(zhuǎn)交通組織仿真研究[C].中國智能交通年會，2008.