基于VISSIM的道路交叉口交通仿真及優化

劉倬雨

摘 要：交叉口是城市道路的重要組成部分，對城市道路交叉口信號配時進行優化改善，對于提升城市道路通行能力有著重要作用。本文以成都市某交叉口為例，對其進行信號配時優化計算，并使用VISSIM仿真模擬，對比優化前后評價參數仿真結果，縮短了排隊長度，減少了延誤時間，證明配時方案的合理性。

關鍵詞：交叉口;信號配時;VISSIM仿真

0 引言

交叉口對城市各種交通出行有著重要影響，是城市交通問題的濃縮和寫照[1]，解決這種交叉口的交通問題的關鍵，在于如何對其進行合理的信號配時、渠化等交通組織手段優化，渠化交通和信號配時優化對于解決平面交叉路口的交通問題十分靈驗[2]。在智能交通系統的迅速發展下，國外對于交叉口信號配時以及道路渠化方面的研究也趨于成熟，其中由韋伯斯特（Webster）建立的延誤模型，提出了信號配時和通行能力計算方法、平均延誤時間和最佳信號周期的方法。本文就是基于這樣的方法對成都市某交叉口配時進行設計優化。

1 交叉口的VISSIM仿真評價

1.1 VISSIM模型重要評價指標

本次主要介紹以下幾個指標：

（1）排隊長度。排隊長度是指交叉口各進口道車輛在等待綠燈通行的時間內，車輛排列成的長度，其中排隊長度分為平均排隊長度和最大排隊長度。

（2）延誤時間。延誤時間是指車輛穿越行程時間檢測區段的時間與理論行程時間的差值，是評價模型的重要指標之一，更能直觀體現交叉口的通行能力。

（3）行程時間。行程時間是指仿真車輛在交叉口各進口道所設置的路段上通過的時間，可以說明進口道上各個進口道通行效率的高低程度。

（4）停車次數。停車次數是指車輛在道路行駛過程中，由于受到各種影響，而導致的停車次數，可以說明交叉口道路服務水平的能力以及能源消耗、環節污染的嚴重程度。

1.2 成都市某交叉口信號配時計算

該交叉口北接紅高路，南連天潤路，東西則屬西區大道，周圍還聚集著大學校區、居民住宅區以及各企業工業園區等各類建筑區域，人流、車流眾多，容易產生大量交通流量。因此該交叉口人流、車流密度屬于較高水平，在早晚高峰時期容易產生交通擁堵現象。

1.2.1 交叉口原有配時情況

西區大道-紅高路交叉口使用的是四相位交通信號，各相位的綠信比為：

1.2.2 優化后計算配時結果

經過韋伯斯特方法計算所得信號配時結果如下表1所示：

1.3 優化前后仿真對比分析

1.3.1 信號配時對比

由上表2可知，信號配時優化后極大縮短了周期時長，由216 s降至128 s，加快了信號周期循環，同時也加快了車輛通行效率，有利于提高交叉口的通行能力和服務水平。各相位燈色時間配時也更加合理，各相位紅燈時間也大幅縮短，有利于各進口道通行效率。

1.3.2 優化前后評價指標對比

西區大道-紅高路交叉口經過VISSIM軟件的仿真模擬后，分別得到了該交叉口優化前后在排隊長度、行程時間及延誤時間的仿真數據，如下圖1～3所示：

由以上三個柱狀圖和各參數變化百分比對比圖可以看出，該交叉口在經過配時優化和交叉口渠化之后，南進口的行程時間、平均排隊長度以及延誤時間均有明顯的減少，其中行程時間減少52.71%，平均排隊長度減少45.45%，延誤時間減少55.81%，優化效果明顯，道路通行能力有較高提升;北進口的這三個指標也有一定程度的減少，分別減少了15.14%、17.24%、18.03%;東西進口并沒有太大的變化。從整體上看，該交叉口的通行能力較之優化前提升不少，有效地降低了交叉口的擁堵現象，從而提高交叉口的通行能力和道路服務水平。

2 結論

本篇論文著眼于交叉口的交通仿真及優化，以成都市某交叉口為例，取得的主要成果是使用了VISSIM軟件，對交叉口的現狀交通以及優化后的交通進行仿真，得到行程時間、排隊長度以及延誤時間等評價指標數據，對比可知優化后的交叉口通行能力、擁堵情況以及道路服務水平都有不同程度的提升，優化效果明顯;證明了之前的一系列改善措施對于例子中的交叉口均是有效的，能夠為實際中改善該交叉口提供理論數據支持。

參考文獻：

[1]李繼業，張峰，侯廣輝.城市道路設計與實例[M].北京：化學工業出版社，2011.

[2]周海娟.基于VISSIM仿真的城市信號交叉口交通組織優化研究[D].長安大學，2015.