基于VISSIM仿真的高校門口交通組織優(yōu)化研究

馬瀟然 謝江龍

摘 要：【目的】隨著汽車保有量與日俱增，部分城市道路已無法滿足日益增長的交通需求，緩解早晚高峰時(shí)期造成的交通擁擠及交通事故已迫在眉睫?！痉椒ā勘狙芯恳耘手▽W(xué)院南門口的交通組織為例，在實(shí)地調(diào)研基礎(chǔ)上進(jìn)行VISSIM仿真。【結(jié)果】采取優(yōu)化交叉口信號配時(shí)和道路設(shè)施、減少沖突點(diǎn)等方案。由仿真前后數(shù)據(jù)分析對比可知，交叉口的平均延誤降低56.64%、平均排隊(duì)長度降低41.47%，南門口的平均延誤降低69.19%、平均排隊(duì)長度降低57.91%，服務(wù)水平總體得到提升?！窘Y(jié)論】本研究設(shè)計(jì)的方案能有效減輕交通擁堵，提高道路交通的安全性與通行效率，是具有實(shí)際效益的普適性措施。

關(guān)鍵詞：信號配時(shí)；交通設(shè)施優(yōu)化；VISSIM仿真；平均延誤；平均排隊(duì)長度

中圖分類號：U491? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：1003-5168（2023）10-0011-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.010.002

Abstract： [Purposes] As car ownership increases， some urban roads have been unable to meet the growing traffic demand. It is urgent to alleviate traffic congestion and traffic accidents caused by morning and evening rush hours. [Methods] This study takes the traffic organization at the south entrance of Panzhihua University as an example， and conducts VISSIM simulation based on field research. [Findings] The scheme of optimizing intersection signal timing and road facilities and reducing conflict points was adopted. According to the data analysis and comparison before and after the simulation， the average delay of the intersection is reduced by 56.64 %， the average queue length is reduced by 41.47 %， the average delay of the south gate is reduced by 69.19 %， the average queue length is reduced by 57.91 %， and the service level is generally improved. [Conclusions] The scheme designed in this study can effectively reduce traffic congestion， improve road traffic safety and traffic efficiency， and is a universal measure with practical benefits.

Keywords： signal timing; optimization of traffic facilities; VISSIM simulation; average delay; average queue length

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車保有量也在迅速增加，在方便人們出行的同時(shí)，交通事故的數(shù)量也在急劇上升。高校學(xué)生人數(shù)眾多，導(dǎo)致交通壓力增加。

針對上述問題，有學(xué)者運(yùn)用仿真法對交通組織進(jìn)行優(yōu)化。曹洪斌等［1］利用BIM和VISSIM交通仿真軟件，對獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真，得到最適合信號交叉口的信號配時(shí)方案與渠化優(yōu)化方案，改善該交叉口的交通狀況，對其他交叉口信號配比改善起到積極作用。韓義磊等［2］基于信號配時(shí)和渠化交通對交叉口交通進(jìn)行改善，運(yùn)用VISSIM仿真進(jìn)行優(yōu)化，使原有服務(wù)水平提高兩級，能有效改善交叉口的交通。以上研究表明，基于VISSIM仿真的道路交通優(yōu)化具有良好效果。本研究基于VISSIM交通仿真軟件，以攀枝花學(xué)院南門口處的交叉口為研究對象，對交叉口信號進(jìn)行仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)，緩解交叉路口交通擁堵狀況。

1 路段現(xiàn)狀

1.1 道路現(xiàn)狀

攀枝花市三線大道北段、佳聯(lián)路（部分）的渠化如圖1所示，三線大道北段為城市主干道，車流量較大；佳聯(lián)路為支路，車流量較小，但車流匯入三線大道后導(dǎo)致三線大道的交通壓力變大。因此，對攀枝花學(xué)院南門口區(qū)域交通組織優(yōu)化，其平面圖如圖2所示。

1.2 交叉口信號相位配時(shí)

攀枝花市三線大道北段-佳聯(lián)路交叉口為信號控制交叉口，信號周期時(shí)長為120 s，分為四相位，見表1。

1.3 交叉口流量調(diào)查

攀枝花市三線大道北段-佳聯(lián)路交叉口信號控制交叉口的擁堵時(shí)段主要是早高峰和晚高峰。對攀枝花學(xué)院南門口進(jìn)行交通調(diào)研，收集工作日早高峰時(shí)段（7：00-9：00）及晚高峰時(shí)段（17：30-19：30）的信號周期（1周期=120 s）內(nèi)通過的行車數(shù)量。具體數(shù)據(jù)見表2。

1.4 高校南門口現(xiàn)狀

在一周內(nèi)，對攀枝花學(xué)院進(jìn)出南門口的人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，取早晚高峰時(shí)段的平均人數(shù)，見表3（1周期=15 min）。

2 道路現(xiàn)狀仿真與分析

2.1 VISSIM仿真

在對道路、交叉口和南門口完成現(xiàn)場調(diào)查后，利用VISSIM仿真軟件來繪制南門口的區(qū)域現(xiàn)狀，如圖3所示，得到的VISSIM仿真模型與現(xiàn)實(shí)交通基本相符。

2.2 問題分析

利用VISSIM軟件建立仿真模型，得到攀枝花學(xué)院南門外交叉口與攀枝花三線大道北端與佳聯(lián)路交叉口兩個(gè)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的仿真平均延誤、平均排隊(duì)長度等數(shù)據(jù)，見表4。

3 交通組織優(yōu)化與仿真

3.1 道路優(yōu)化方案

根據(jù)仿真結(jié)果及實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)，給出以下設(shè)計(jì)方案。①在該校南門口西向10 m處和其主干道對面設(shè)立指示標(biāo)牌，在高峰時(shí)段禁止西到東方向的車輛左轉(zhuǎn)駛?cè)胫鞲傻溃虎谌∠徊婵趦蓚?cè)的人行橫道，修建人行天橋，減小主干道的交通壓力；③減少沖突區(qū)域，減小高峰時(shí)期發(fā)生交通擁堵的概率。

3.2 信號配時(shí)優(yōu)化

根據(jù)實(shí)際交通信號的相位情況，將東到西直行的信號配時(shí)設(shè)置為全綠狀態(tài)，增加南到北右轉(zhuǎn)及西到東直行的綠燈信號配時(shí)長度［3］。同時(shí)，因東到西的交通量比其他進(jìn)口的交通量要少，可適當(dāng)減少其綠燈時(shí)間的信號配時(shí)占比，再結(jié)合韋伯斯特配時(shí)方法，在VISSIM仿真軟件中進(jìn)行多次仿真，得到最終的信號配時(shí)［4］，見表5。優(yōu)化后的交叉口信號配時(shí)如圖4所示。

3.3 優(yōu)化方案仿真

按照優(yōu)化方案對原交通組織進(jìn)行優(yōu)化，使用VISSIM軟件仿真效果如圖5所示。

根據(jù)VISSIM仿真結(jié)果，與優(yōu)化前的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，見表6。

由表6可知，改進(jìn)前交叉口的服務(wù)水平為D，延誤大的同時(shí)還會造成交通擁堵，再加上高校門口的進(jìn)出車輛與人員的不穩(wěn)定，使交通延誤指數(shù)再次增加。

優(yōu)化改進(jìn)道路設(shè)施后，交叉口的平均延誤降低56.64%、平均排隊(duì)長度降低41.47%，服務(wù)水平升為B，南門口的延誤降低69.19%、平均排隊(duì)長度降低57.91%，服務(wù)水平也得到提升。總體來看，高校門口的交通組織優(yōu)化后服務(wù)水平有明顯提升，道路的經(jīng)濟(jì)、安全等指標(biāo)均有所提高［5］。

4 結(jié)語

本研究從實(shí)際情況出發(fā)，在充分調(diào)查高校門口的交通流量及交叉口相關(guān)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對路段交通狀況進(jìn)行分析與優(yōu)化，從道路交通流向、信號配時(shí)等方面出發(fā)，運(yùn)用VISSIM軟件仿真對結(jié)果進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，優(yōu)化后的延誤與排隊(duì)長度的平均值都明顯降低，服務(wù)水平有所上升。但也存在不足，對修建天橋、道路管理的經(jīng)濟(jì)效益沒有進(jìn)行詳細(xì)闡述，根據(jù)地理情況可作出更好改善。這一優(yōu)化為高校門口區(qū)域交通組織優(yōu)化研究提供參考。

參考文獻(xiàn)：

［1］曹洪斌，常麗君，徐占杰.基于BIM和VISSIM的信號交叉口交通組織優(yōu)化研究［J］.科技資訊，2021（11）：38-40.

［2］韓義磊，韓印，胡榮.基于VISSIM仿真的交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)［J］.物流科技，2021（9）：83-86.

［3］李汝楠，晉民杰.基于VISSIM仿真信號交叉口優(yōu)化研究［J］.太原科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2021（1）：59-63.

［4］魏子凱，梁夢凱.基于VISSIM仿真的交叉口信號配時(shí)優(yōu)化分析［J］.西部交通科技，2021（2）：174-176.

［5］胡群燦，馬曉旦，付晶燕.基于Vissim仿真的交叉口交通組織優(yōu)化［J］.中國水運(yùn)，2021（12）：142-144.

收稿日期：2022-11-14

作者簡介：馬瀟然（1992—），女，碩士，講師，研究方向：交通規(guī)劃與管理、道路交通安全。