基于VISSIM仿真平臺的城市道路交叉口優化分析

杜陽

【摘 要】交叉口是城市道路交通系統的重要組成部分，對交叉口的改造是提高路網通行能力和安全水平的有效手段之一，目前，很多城市道路交叉道口，由于建設初期的考慮不足，為對交叉道口進行充分渠化拓寬處理，隨著交通量的不斷增長，其道口設計通行能力明顯不足，經常出現交通擁堵，行車次序混亂的局面。本文基于VISSIM交通仿真平臺，建立交叉口的交通仿真模型，將此模型的排隊長度、延誤、通行能力、停車次數、以及服務水平等作為道口設計方案的評價指標和優化參數，并以鄂州市濱湖北路-鳳凰路道口的改造設計為實例，驗證了此類改造方案思路的可行性及有效性，為工程實踐提供理論指導。

【關鍵詞】交叉口；通行能力；VISSIM仿真；優化設計0 引言

隨著經濟的不斷發展和城鎮化建設步伐的加快，城鎮道路的交通量快速增長，道路路網交通壓力越來越大，平面交叉口作為城市道路路網中最為重要的一個關鍵節點部分，是各方向和各種類交通匯集分流的集中點，一定程度上決定著整個道路路網的交通通行狀況。而交叉口因為其復雜的交通特征使其成為造成交通混亂、交通擁堵及交通事故的多發點，降低了道路網中路段及路口的通行能力。所以，解決了交叉口的擁堵問題也就能夠很大程度提高整個道路路網的通行能力。

因此，對路網中關鍵的交叉口的各項交通現狀進行調查研究，找出其發生交通擁堵的原因，進而進行合理的改造與優化設計，合理的進行交通組織管理、優化或增設信號控制。消除或減少沖突點，提高行車安全，減少行車延誤，提高交叉口的通行能力，對緩解城市交通壓力起到重大作用。

1 VISSIM交通仿真

VISSIM 是可以用以建模和分析各種交通條件下（車道設置、交通構成、交通信號、公交站點等），城市交通和公共交通的運行狀況，是評價交通工程設計和城市規劃方案的有效工具。

VISSIM 系統可以在交通組成、交通信號控制、停讓控制等眾多條件下在線生成可視化的交通運行狀況，也可以離線輸出各種統計數據，如：行程時間、排隊長度等，具有分析、優化交通組織、設計方案比較等功能，是分析許多交通問題的有效工具[1-2]。

VISSIM的仿真流程是先建立交通路網的計算機模型，反映真實世界的交通狀況，然后就可以嘗試不同的控制參數指標，確定其對交通模型系統的影響程度，并根據仿真結果，調整設計方案。采用VISSIM軟件進行道路的交叉口的仿真模擬的主要程序如下圖所示：

圖1 VISSIM交通仿真模擬的流程圖

2 現狀交叉口交通分析

現狀鄂州市鄂城區老城區的鳳凰路與濱湖北路的交叉口為T字路口，鳳凰路與濱湖北路正常路段均為雙向4車道布置。道口周邊有鄂州市政府，鳳凰臺，鳳凰山莊，鄂州市中醫院等局等眾多企事業單位。隨著地區經濟的發展，此道口交通量不斷增加，且此T型交叉口由于早期設計時未充分渠化道口，未對道口進口車道進行拓寬，進道口僅設置一條直行車道及一條左轉車道，早晚高峰期間經常出現堵車，特別是鳳凰路左轉方向車流量偏大，排隊時間過長，整個道口行車次序混亂等現象，基于以上原因，當地相關部門啟動了此道路交叉口的改造程序，以求解決此交叉口的交通擁堵問題。

經過對現狀道口高峰小時的交通量數據進行統計調查，現狀交通量如下圖表所示：

根據現狀交通量調查資料，此道口現狀高峰小時流量達到2342輛/小時，節點飽和度為0.72，鳳凰路南北直行、南側左轉車流量較大，高峰時段交通較為擁堵。

另外，為了增加進入鄂州市老城區的道路，位于鳳凰路東側的連接鳳凰路與235省道的跨洋瀾湖的鳳凰大橋正在施工，待此鳳凰大橋建成通車后，此道口將由T字道口變為十字道口，道路交通狀況將會發生轉變。根據相關資料，基于鳳凰大橋建成通車后，對此十字道口進行了交通量預測與分析。

待鳳凰大橋通車后，從東部新城區進入老城區的車流將會直接從此道口進入，此路口將會吸引更多的交通流量，路口交通壓力將會進一步增大，經測算，此節點飽和度將達到0.9。流量將達到超飽和狀態，擁堵情況將會非常嚴重。

另外，根據現狀在交通量數據，在鳳凰大橋建成通車的前提條件下預測此道口的交通量增長率約為4%，遠期路口流量將達到5467輛/小時，道口整體飽和度將達到1.3，服務水平降低至四級。因此，此交叉口近期與遠期均不滿足交通量的需求，急需改造優化。

3 交叉口改造方案優化計

為了解決此交叉口的交通擁堵問題，設計擬對此道口改為十字交叉渠化燈控的方式組織交通。根據道口特點，初擬道口的改造方案，同時根據設計方案和相關資料建立VISSIM交叉道口仿真模型，根據現狀及預測的交通量數據對道口改造方案進行參數優化。選用道口的通行能力、飽和度、平均延誤、排隊長度、停車次數、服務水平作為參數指標對此環島改信控交叉口進行方案優化。

根據仿真結果，對道口方案進行優化：拆除路口進口現有的部分側分帶及部分渠化島，增加進口道方向、進口道車道數，分別增設道口左轉，右轉專用車道，保持道口直行車道數不低于正常路段車道數；增加道口展寬段長度。濱湖大橋連通后，北進口、南進口、西進口均由2車道拓寬為四車道，均增加1個直左車道及1個專用右轉車道。濱湖大橋進口處展寬為3車道。北、南、西進口展寬段增加至80米，漸變段增加至30米，以滿足車輛排隊及車道漸變順暢的要求。同時根據車輛轉彎行車軌跡，盡量縮短道口的距離，減少車流通過道口的時間。最后，根據規范合理設置交通信號設施組織道口交通，同時設置視頻監控與電子警察系統，全天候監控道口交通狀況，設置行人二次過街及交通渠化島，機非分隔護欄等，保障路口各種交通形式各行其道，使整個交通安全暢通。

經過仿真優化結果數據如下表所示，此道口改造后，近期及遠期的道口服務水平相比現狀環島可均可以保持在三級服務水平以上，滿足設計預期條件及實際使用功能需求。

4 結論

本文在總結我國對現狀交叉口改造方案的經驗的基礎上，結合鄂州市濱湖北路-鳳凰路交叉口改造的具體工程實例，在調查現狀的相關交通數據資料的基礎上，利用軟件VISSIM創建了此平面交叉口仿真模型并進行交通分析研究。研究表明，利用VISSIM軟件的動態性、直觀性、精度高的特點，能夠相對客觀的反應平面交叉道口的實際的交通運行狀況和發現設計方案所存在的問題，并且可以根據軟件系統的評價功能，對平均延誤和排隊長度等參數指標進行評價，從而對設計的道口交通方案進行比選，優化道口設計方案。

【參考文獻】

[1]刁愛霞，齊博，孫莉.基于VISSIM的平面交叉口交通仿真與改善研究[J].西部交通科技，2012（10）：55-58，73.

[2]蓋春英.VISSIM微觀仿真系統及在道路交通中的應用[J].公路，2005，8.

[3]周祥.交通仿真技術在道路交通工程中的應用研究[J].科技與創新，2016，16.

[4]CJJ37-2012 城市道路工程設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2016.

[5]CJJ152-2010 城市道路交叉口設計規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[責任編輯：朱麗娜]