基于VISSIM仿真的交叉口交通改善研究

基于VISSIM仿真的交叉口交通改善研究

覃健

重庆交通大学  重庆  400074

摘 要：交叉口作为路网的节点，一旦发生拥挤现象，如果长时间不能消散，就会蔓延至整个路网，产生长时间、大面积的拥堵现象。因此，对交叉口进行科学合理地设计是保障车辆高效运行、路网系统能正常发挥作用的关键。本文以大学城东路-思贤路路口为例，从渠化和信号配时两方面出发，结合现场调研和VISSIM仿真情况，针对交通特点以及现状问题，提出了渠化改善和配套信号配时方案，对提升交叉口通行效率有着重要作用。

关键词：平面交叉口；交通组织；信号配时；VISSIM仿真

0 引言

在城市交通网络中，交叉口作为路网的节点，一旦发生拥挤现象，如果处理和应对不及时，就会牵一发而动全身，局部甚至于整个路网都会被其牵扯，很可能会造成大面积的拥堵，导致路网内的车辆行驶速度下降、延误增大，通行效率低下，甚至造成严重的交通安全问题。大学城东路-思贤路交叉口位于高新区大学城片区，上下学期间，大规模人流、车流密集，交叉口流量流向转换压力大。产生拥堵的主要原因包括交叉口进口道的数量设计不够、车道分配和划分不合理以及信号配时不合理等。本文以该交叉口改善设计为例，通过交叉口渠化以及配套信号配时优化等，探索城市交叉口的改善方法，结合VISSIM软件对交叉口改善前后的运行情况进行对比，从而评估其优化效果。

1 交通现状调查

1.1 交叉口现状

大学城东路-思贤路路口位于高新区，紧邻重庆科技学院，是该区域交通流集散的重要节点。大学城东路南北双向4车道，北接汇贤路，南接大学城南二路；思贤路东西双向4车道，东接大学城东一路，西接大学城中路。路口周边有中渝春华秋实、大学城第一中学初中部、重庆科技学院虎溪校区等小区和学校，南北方向交通量大。该路口为十字型信号控制路口，其中北进口由1条左转、2条直行和1条右转车道组成；东进口由1条左转、1条直左、1条直行和1条右转车道组成；南进口由1条左转、2条直行和1条右转车道组成；西进口由1条左转、1条直左、1条直行和1条右转车道组成。

1.2交通运行现状

1.2.1交通量调查

大学城东路-思贤路交叉口早高峰为7：00-9：00，晚高峰为17：00-19：00，根据早晚高峰小时交通量调查统计结果，早高峰流量较大，主要供周边小区居民及学生出行，因此重点对早高峰的交通运行情况进行仿真分析。下表为交叉口流量流向统计结果，从中可见，南北方向为主要流向，直行流量均已超过进口道的80%，东西向流量较少。

表1  早高峰流量

1.2.2信号配时方案调查

经现场调查，该路口全天共设置四套信号配时方案，其中早高峰时段信号配时方案总周期为106s，一共四个相位，相位一为西进口直左相位，相位时长26s，相位二为东进口直左相位，相位时长20s，相位四为南北左转相位，相位时长为23s，相位四为南北直行相位，相位时长为37s。

1.3 现状问题分析

据调查，大学城东路由北至南方向的行程车速为29km/h；路段行驶车速为40km/h。该条道路在早高峰期间流量较大，周边居民出行需求较高。经实地调研并结合大学城东路-思贤路路口现状VISSIM仿真，发现早高峰时段，北进口直行流量较大，为820pcu/h，排队至路段内，影响左右转车辆通行，导致北进口排队超过200m，其余进口运行较为通畅，因此本文主要针对北进口排队长的问题进行优化。

2、交通改善优化方案设计

2.1交叉口渠化方案设计

针对该交叉口北进口早高峰排队较长的问题，从渠化优化的角度就是需要根据实际情况合理扩宽各个问题交叉口的进口道，但是由于该交叉口处于大学城区域，周边用地紧张，因此无法随意拓宽用地，为缓解北进口直行车辆的排队及延误，调研发现北进口右转车流量少，南出口设置有3车道，因此将北进口右转车道可调整为直右车道，与南出口车道匹配，增设一条直行车道可以极大缓解北进口排队问题。

2.2 信号配时优化

交叉口渠化优化之后应提出配套的信号配时方案，结合实际流量情况对信号配时进行优化，可以极大地减少延误和提高通行能力。本文采用英国的Webster配时方法并结合仿真实现对大学城东路-思贤路路口的信号配时方案计算和优化，配时方案优化过程具体如下：

针对早高峰时段，北进口直行车辆排队影响左、右转通行效率的问题，增加南、北进口通放相位，搭接南、北直行相位放行，增加北进口直行放行时间，提高北进口通行效率。早高峰信号周期106s调整为110s，北进口直行绿灯时长从37s增加至45s，绿信比由34.9%提升至40.91%，南进口直行绿灯时长从37s增加至42s，绿信比由34.9%提升至38.2%。

2.2.3 优化方案仿真评价

本文选取排队长度、延误以及服务水平3项指标，运用VISSIM对现状和优化方案进行仿真评价。优化后，大学城东路-思贤路交叉口总延误为23.5s，较优化前26.8 s下降12.31%，北进口排队长度减少56m，平均拥堵指数为1.35，较优化前1.40下降3.6%；平均车速为30.5公里/小时，较优化前28.0公里/小时提升8.93%，车辆运行较为畅通，北进口排队拥堵问题得到一定改善，且其余进口的延误增加在可控范围之内，证明该优化方案具有一定可行性。

3、结语

总的来说，城市交叉口的改善设计方案涉及到很多方面，本次优化主要目的是缓解在高峰出行时干道上的交通拥堵、减少高峰时段干道上的延误，经过渠化改善以及配套的信号配时优化，结合仿真软件的运行效果对方案进行实时调整，最终获得交叉口的优化方案。此外，大学城东路沿线存在较多违停车辆，影响沿线交通运行效率与行车安全，应在重点路段与交叉口处增设违停设备，整治违停现象，净化道路交通环境，提升车辆通行效率。

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