基于VISSIM 仿真的交叉口及沿線道路優化方案研究*
——以蘇州市東太湖大道為例

馬 健，俎振山，張麗巖*

（1.蘇州科技大學 土木工程學院，江蘇 蘇州 215011；2.蘇州市吳江區公安局交通警察大隊交通指揮中心，江蘇 蘇州 215200）

1 研究背景

東太湖大道作為蘇州市吳江區的重要交通干線，與之形成的交叉口運行效率至關重要。研究范圍周邊分布著大量的交通發生源與吸引點，如住宅小區、教育資源、商業中心等，來往的各種類交通量均較大，對于周邊地區交通系統的高效運轉至關重要。近些年來，隨著吳江區發展迅速，該地區交通需求明顯上升，各交叉口在早高峰期間及特殊時段出現了排隊較長，延誤較大，行程時間增加，各類交通事故頻發等情況，這些問題都亟待解決。然而現有的交通設施以及交通組織方式已無法應對城市交通的緊張局面，因此進行合理的交通組織優化迫在眉睫。

國內對交叉口設置直行待行區的研究較多，通過在直行車道或直右車道前劃出一片區域，當上一相位左轉綠燈亮起時直行車輛越過第一停車線，駛入直行待行區等待，此時本相位顯示紅燈；待本相位綠燈亮起，第二停車線內所有直行車輛允許通過交叉口。直行待行區應當以“直行待行區”字樣為地面標示。直行待行區渠化如圖1 所示。

圖1 直行待行區渠化示意圖

2 以中山南路-東太湖大道交叉口為例進行現狀分析

中山南路-東太湖大道交叉口呈十字型。中山路為南北向城市次干道，斷面形式為四幅路，雙向7 車道。東太湖大道為東西向城市主干道，斷面形式為四幅路，雙向9 車道，如圖2 所示。

圖2 中山南路-東太湖大道交叉口航拍圖、平面布置圖

中山南路-東太湖大道交叉口目前采用四相位信號燈控的管理形式，交叉口信號周期早高峰T=160s，晚高峰T=180s。交叉口早晚高峰信號控制方案如表1、表2 所示。

表1 中山南路-東太湖大道信號控制方案（早高峰）

表2 中山南路-東太湖大道信號控制方案（晚高峰）

各進口道交通量：

中山南路-東太湖大道交叉口車道流量圖如圖3所示（以2020 年6 月4 日高峰每小時交通量為例）。

圖3 中山南路-東太湖大道交叉口車道流量示意圖

根據所得數據，可得中山南路-東太湖大道交叉口的交通流向分布（圖4），以6 月4 日早高峰每小時交通量為例，可以看出東太湖大道的交通量依然遠大于南北向中山南路的交通量，但是中山南路由北向東和由南向西的左轉車流更多。

圖4 中山南路-東太湖大道交叉口交通流向分布

中山南路的交通流在工作日表現出更加明顯的潮汐現象，休息日則較為平穩。中山南路-東太湖大道交叉口周期內時變圖和對比圖如圖5 所示。

圖5 中山南路-東太湖大道交叉口周期內時變圖和對比圖

通過對觀測數據和實地觀察分析，東進口道延誤為43.1s，北、西進口道延誤分別為34s 和48.5s，而南進口道達97.9s，中山南路南進口的交通延誤最大。

3 東太湖大道東西沿線交叉口改善方案

3.1 以中山南路-東太湖大道交叉口為例優化方案

東太湖大道（鱸鄉南路-長安路段）各交叉口均與中山南路交叉口類似，故以中山南路-東太湖大道交叉口為例設置直行待行區具有代表性。

3.1.1 設置直行待行區可行性分析

根據中山南路-東太湖大道交叉口現狀，并結合直行待行區的設置條件，對該交叉口進行設置直行待行區可行性分析。

（1）中山南路-東太湖大道交叉口為四相位信號控制交叉口。

（2）中山南路-東太湖大道交叉口為主干路與次干路相交的交叉口，東西進口均設置五條車道，南北進口均設置四條車道，交叉口內部空間較大。

（3）中山南路-東太湖大道交叉口渠化狀況良好，四個進口方向均設置左轉專用車道，且均設有左轉彎待行區。

（4）中山南路-東太湖大道交叉口，高峰期間東西進口直行交通量較大，道路資源緊張；南北進口由于綠信比較低，通行效率較低，排隊車輛很難在一個綠燈時間全部消散。

根據以上分析可知，中山南路-東太湖大道交叉口東西進口滿足設置直行待行區的條件，適合設置直行待行區；南北進口無需設置直行待行區。

3.1.2 交叉口優化方案設計

針對中山南路-東太湖大道交叉口東西進口道直行車輛較大的特點，提高路口直行車流通行能力，在東西直行車道前設置直行待行區，改善后的交叉口組織設計如圖6 所示。

設置直行待行區的具體措施包括：

（1）在東西進口道人行橫道前繪制直行待行區，在第二停止線后繪制直行導向箭頭和“直行待行區”字樣。根據路口的實際情況，避免對相鄰車道正常通行產生影響，東西進口道的直行待行區設置如圖6 所示。

圖6 中山南路-東太湖大道交叉口交通組織圖、直行待行區示意圖

（2）在東西進口道信號燈處增設電子顯示屏，當前一相位車輛通行時，電子屏顯示“直行車輛駛入直行待行區”；當前相位直行綠燈亮起時，顯示屏顯示“直行待行區內車輛允許通行”；當處于其他相位時，顯示器顯示“直行車輛禁止駛入待行區”。

（3）信號控制方面，現有早、晚高峰的相位圖保持不變，對相應的周期時長根據實際情況，進行相應的縮短調整，相位圖如圖7 所示。

圖7 中山南路-東太湖大道交叉口相位圖

3.2 勵志路-東太湖大道交叉口優化方案

勵志路為T 型交叉口，未設置信號燈控制，主要作用是銜接東太湖大道與市政服務區。該路口匯聚了多個方向的車流，事故發生頻率較大。為了降低交叉口事故率，保證行人通行安全，于勵志路北進口設置減速讓行線，并增設讓行標志與易發事故提示牌，明確交叉口路權，保障交叉口行車安全（圖8）。

圖8 勵志路-東太湖大道交叉口交通組織圖和減速讓行標線示意圖

4 VISSIM 交通仿真

為了更好體現交叉口在設置直行待行區后新的控制方案運行效果，在相同的仿真運行環境下，分別對交叉口進行新方案和當前現狀控制方案的交通狀況模擬和仿真。新的控制方式縮短了周期時長，同時分析其與原方案仿真的比較情況。

以中山南路-東太湖大道交叉口為例，利用VISSIM 進行仿真（圖9），模擬交叉口進行設置直行待行區和渠化設計后，交叉口通行能力變化趨勢如圖10所示。

圖9 中山南路-東太湖大道交叉口現狀仿真圖

圖10 優化后中山南路-東太湖大道交叉口仿真圖

由表3、表4 對比可知，對于中山南路-東太湖大道交叉口，通過設置直行待行區的方法來提高其通行能力是十分可行且有效的。

表3 中山南路-東太湖大道交叉口優化前后延誤時間對比表

表4 中山南路-東太湖大道交叉口平均排隊長度

經過仿真模擬得出中山南路-東太湖大道交叉口現行方案下平均排隊長度和受到東大道優化影響的平均排隊長度。

經過優化后，東太湖大道整體早高峰車流效率提升30%以上。通過以上數據可以發現，設置直行待行區將對各條道路進口道的平均延誤降低34.2%，會對東太湖大道通行流暢度有較大改善。

5 結論與評價

交叉口的流暢通行是解決城市路網擁堵的關鍵，設置直行待行區，提高路口通行效率有利于減少交通事故，使得整體通行延誤得以有效降低。

仿真分析結果表明，在設置直行待行區后，各交叉口的延誤和通行能力等都有了明顯的改善，配合周邊路網信號配時的調整，整個東太湖大道的通行能力都將得到優化。

具體的建議如下：

（1）針對東太湖大道（鱸鄉南路-長安路段），沿線5 個交叉口中的3 個交叉口（鱸鄉南路-東太湖大道交叉口、中山南路-東太湖大道交叉口、長安路-東太湖大道交叉口）于東太湖大道的東西進口道分別設置直行待行區。（2）針對花園路-東太湖大道交叉口，于東太湖大道的東西進口道和花園路的南北進口道分別設置直行待行區。（3）針對勵志路-東太湖大道交叉口，加設減速讓行標志標線。（4）東太湖大道（鱸鄉南路-運東大道段）沿線出入口，共計8 個出入口，均加設停車讓行標志和相應的標志標線等。

信號協調優化后，相關部門對其進行了監測，其評價報告見圖11。

由圖11 可知，吳江交警采納了相關建議，通過設置東太湖大道（鱸鄉南路-長安路段）交叉口直行待行區等渠化方法，結合信號配時的相應調整，提升了東太湖大道整體交通流暢度，并與周邊主干道形成合力，車流疏導能力顯著增強。

圖11 改善方案后期評價