基于VISSIM驗證的揚州瘦西湖隧道交通改善研究

錢品政

摘 要：本文選取揚州瘦西湖隧道及其周邊路網(wǎng)作為研究對象，利用仿真軟件VISSIM對研究區(qū)域進行仿真，驗證了改進后的交通受影響區(qū)域良好的控制效果。

關(guān)鍵詞：隧道;交通影響;VISSIM模擬

中圖分類號：U458;U492.8 文獻標識碼：A

0 引言

隨著交通需求的不斷增加，城市交通擁堵問題日益嚴重。具有快速、大容量特點的快速通道承擔了城市交通大量的出行，然而快速通道與城市常規(guī)路網(wǎng)的擁堵大大削弱了快速通道的功能。因此，在現(xiàn)有的道路基礎(chǔ)設(shè)施條件下，研究由于快速通道的建設(shè)，對交通影響區(qū)域及通道上下游交叉口的改造對于緩解交通擁堵具有重要的現(xiàn)實意義。

1 研究背景

本文以瘦西湖隧道為例，對隧道影響范圍內(nèi)的平交交叉口組織優(yōu)化進行了研究，創(chuàng)新性地利用VISSIM軟件[1]，將模擬的交叉口渠化及配時優(yōu)化加載到現(xiàn)有路網(wǎng)中，實現(xiàn)交通仿真的動態(tài)模擬。

揚州瘦西湖隧道建設(shè)，對周邊路網(wǎng)沖擊較大，特別是交叉口渠化和信號配時優(yōu)化方面。現(xiàn)狀存在問題：

（1）沿線交叉口進口道渠化不到位，通行能力不足（史可法路-梅嶺路、邗江北路-平山堂路）。

（2）交叉口內(nèi)部導(dǎo)流標線缺失，車流路權(quán)不明確，通行效率較低（揚子江路-四望亭路、瘦西湖路-邗溝路）。

（3）交叉口信號配時不合理，交叉口通行效率較低（揚子江路-平山堂路、楊柳青路-邗江路）。

2 交叉口改善策略之交叉口渠化

道路交叉口渠化是運用各類交通標志、標線、交通島、隔離帶、護欄等相關(guān)設(shè)施，對各個流向、各個流速、各個運動狀態(tài)的車流進行引流、分離和規(guī)劃，使其如水渠內(nèi)的水流一般沿著限定的方向與軌道，安全有序、互不干擾的運行，實現(xiàn)交通流分離和規(guī)范交通流的目標。

在實際應(yīng)用中，常用方法包括標志標線、交通島和設(shè)置導(dǎo)向車道三種：

（1）交通標志標線。

（2）交通島。交通島：按功能可分：①方向島，又可稱為導(dǎo)向島，通常用于對右轉(zhuǎn)車輛提前右轉(zhuǎn)，改善交通狀況，降低車輛間的沖突;②分隔島：是一種與行駛方向相同的細長型的交通島，通常用于車輛間的物理隔離，保證車輛各行其道，互不干擾;③中心島;④安全島：是一種安裝在人行橫道上的設(shè)施，與人行橫道長度一致，常用于交叉口面積較大，道路寬度較大時，行人在過街時可在其中進行等待。

（3）導(dǎo)向車道，將交叉口的各個進口進行劃分后的車道即為導(dǎo)向車道。導(dǎo)向車道的設(shè)置要求一般會有意識的拓寬進口車道的寬度，增加進口車道的數(shù)量來提高運行效率，但需要考慮進口道與出口道導(dǎo)向車道之間的制約關(guān)系。路段寬度與導(dǎo)向車道設(shè)置關(guān)系如表1：

按照相關(guān)規(guī)范，路段車道的寬度設(shè)置通常為3.25～3.75 m，但由于交叉口有著更復(fù)雜的交通流特性，為了增加進口導(dǎo)向車道數(shù)量一般對各個進口道寬度進行壓縮，以便于控制交通流的速度，保證車輛運行穩(wěn)定，其中直行車道的寬度為2.7～3.0 m，混合專用車道的寬度為3.0 m。

左轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置，當進口道左轉(zhuǎn)流量占比大于15%時，必須設(shè)置左轉(zhuǎn)專用車道。

右轉(zhuǎn)專用車道設(shè)置：按照國家標準，若高峰時段單個周期內(nèi)右轉(zhuǎn)彎車輛超過4輛時，需要設(shè)置右轉(zhuǎn)專用車道。通常條件下交通信號對右轉(zhuǎn)車流并無影響，故右轉(zhuǎn)專用車道的設(shè)置應(yīng)當對不同方向的車輛進行隔離。

3 交叉口改善策略之交叉口信號控制方法

信號控制按控制范圍可分為：單點交通信號控制;主干路交通信號協(xié)調(diào)控制;區(qū)域交通信號系統(tǒng)控制。用韋伯斯特法計算交叉點的最佳信號配時，并根據(jù)實際經(jīng)驗進行調(diào)整。韋伯斯特（F·Webster）法是通過延誤時間作為信號配時的衡量指標進而求得周期時長最優(yōu)，其計算公式為：

式中：C0表示最佳信號周期（S）;Y為一個周期內(nèi)關(guān)鍵流量比的加合。

4 瘦西湖隧道周邊交叉口改善實例

擬對影響范圍內(nèi)8個路口進行改造，以邗江路-楊柳青路交叉口為例，對交叉口進行系統(tǒng)拓寬渠化，并優(yōu)化信號配時，交叉口通行能力由4 881 pcu/h提高到8 333 pcu/h，通行能力提高了70.73%。

4.1 交叉口渠化和配時優(yōu)化

擬對影響范圍內(nèi)8個路口進行改造，用韋伯斯特法計算交叉點的最佳信號配時，并根據(jù)實際經(jīng)驗進行調(diào)整。以邗江路-楊柳青路交叉口為例，對交叉口進行系統(tǒng)拓寬渠化，并優(yōu)化信號配時，交叉口通行能力由4 881 pcu/h提高到8 333 pcu/h，通行能力提高了70.73%。

4.2 其他交通組織策略

結(jié)合道路建設(shè)，對潤揚路-楊柳青路交叉口進行立體化改造;

漕河路-瘦西湖路、揚子江路-楊柳青路交叉口進行精細化設(shè)計，增加交叉口內(nèi)部導(dǎo)流標線，明確交叉口各車道功能，提升運行效率;

漕河路-高橋路交叉口地面段采取信號燈控制，現(xiàn)狀無信號燈控制已經(jīng)無法滿足隧道貫通之后的交通通行需求。

4.3 綠波聯(lián)控

楊柳青路-漕河路（潤揚路-揚子江路路段、瘦西湖路-運河路路段）沿線增加配套的智能交通控制設(shè)備，同時優(yōu)化沿線交叉口信號配時，隧道兩側(cè)節(jié)點組織綠波聯(lián)控，提升沿線道路通行效率。

（1）信號聯(lián)控路段1：潤揚路-揚子江路路段，共計4處交叉口。

（2）信號聯(lián)控路段2：瘦西湖路-運河路路段，共計5處交叉口。

5 VISSIM模擬

VISSIM是一種基于時間間隔和駕駛行為的微型模擬建模工具，用于模擬城市交通和公共交通運行。分析城市交通和公共交通在各種交通條件下的運行狀況，如車道設(shè)置、交通構(gòu)成、交通信號、公交車站等。它是評估交通工程設(shè)計和城市規(guī)劃方案的有效工具。

在交通模擬之前，需要輸入和修改主要交通參數(shù)[2]，包括流量數(shù)據(jù)、路徑信息、車輛模型數(shù)據(jù)、駕駛模型、預(yù)期速度分布和其他默認參數(shù)。交通數(shù)據(jù)來自高峰時段道路網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)分布結(jié)果。車型主要是汽車、出租車、公共汽車和卡車。在道路速度方面，主干道預(yù)計車速為40×60公里/小時，二級公路預(yù)計車速為30×40公里/小時，使用威德曼74駕駛模型，模擬城市道路上的駕駛行為。

根據(jù)評價方法分析，VISSIM輸出隊列長度、行駛時間和延遲等參數(shù)， 模擬了隧道2車道（現(xiàn)狀）和隧道2車道（改進網(wǎng)絡(luò)）方案。模擬結(jié)果表明，在1 800～5 400的模擬間隔內(nèi)，2車道（改善網(wǎng)絡(luò)）方案的參數(shù)，如平均下車延遲、平均停車時間、平均速度和平均停車延遲均小于2車道（現(xiàn)狀）方案，2車道（改善網(wǎng)絡(luò)）方案的交通網(wǎng)絡(luò)運行更順暢、更經(jīng)濟。

根據(jù)下表，整體車輛延誤率分別較非改善網(wǎng)絡(luò)高出9.4%。路網(wǎng)平均速度分別上升6.9%。證明改善網(wǎng)絡(luò)運行順利。

6 結(jié)語

事實證明，使用計算機模擬的方法對路網(wǎng)進行改善模擬，不僅可以幫助判斷和決策，而且對城市規(guī)劃聯(lián)動提供有力的支撐。

參考文獻：

[1]Stevanovic A，Martin P T，Stevanovic J.VisSi m-Based Genetic Algorith m Opti mization of Signal Ti mings[J].Transportation Research Record Journal of the Transportation Research Board，2015（2035）：59-68.

[2]VISSIM操作手冊3.0版[S].