Vissim在地下交通空间工程中的应用与分析

王海燕,郑 利

（天津市市政工程设计研究院，天津市300051）

0 前言

随着我国国民经济的快速发展，城市基础建设步伐的不断加快，越来越多的工程项目如雨后春笋般在全国各地蔓延开来。城市道路交通作为“大交通”中最重要的一环，在人民生活出行中占据了主导地位，因此如何加强市政基础设施建设，更好、更快、更有效地进行显得迫在眉睫。在以往的工程建设中，只有对项目及其周边路网的通行能力、交通量预测分析及服务水平评价，而对于如何定量、直观地分析项目建成前后内部及周围路网的交通运行状况，一直是困扰广大设计工作者的一个难题。德国PTV公司的Vissim交通仿真软件可以很好地解决此类问题，它能够再现复杂的交通现象、具有直观、准确、灵活重复地进行比较和分析等特点，是描述复杂道路交通现象的一种有效的手段[1]。

1 问题的提出

天津开发区现代服务产业区位于天津市中心以东约50 km处，紧邻塘沽区和天津新港，是滨海新区最中心的区域。规划用地总面积33 km2,以贯穿开发区中央的京津塘高速公路入港延长线（泰达大街）为分界线，南侧为8.5 km2的金融贸易生活区，北侧为24.5 km2的工业区（见图1）。

天津开发区现代服务产业区地下交通空间工程位于金融贸易生活区，现代服务区内以中央公园为中心规划了地标大厦，法院，媒体中心和商业设施等，在其外围有已经竣工的市民广场和规划中的博物馆、音乐厅和万通公司等。地下交通空间工程中地下道路西起巢湖路，东至北海西路，南起第一大街，北至第二大街，将进入中央公共停车库、地标大厦、C、D街区、媒体中心、大剧院、博物馆和市民广场地下停车库的主要车流进行交通组织，实现了若干个大规模地下停车场的有效整合，大大提高了停车场资源的有效利用，同时减轻了地面交通的压力，确保与城市景观相协调的畅通的交通环境，并最大限度的利用地下空间，在减少环境负荷的同时打造具有复合价值的地下空间[2]。

为了分析地下交通空间工程的交通特征，将城市立交设计理念引入地下交通空间，地下交通空间由1条双车道环道、8条单车道坡道、以及与环道相连的10处停车场出入口组成，地下环道与停车场出入口的合流及分流部位均设置加宽车道与渐变段。整个地下交通组织为顺时针环形状，设置三进三出六个地面出入口坡道和两条紧急联络坡道，紧急联络坡道正常工况下通过活动护栏进行封闭，紧急情况下开启，以便逃生[3]。

由于地下交通空间车辆进出组成较复杂，设计按照地下立交来考虑，并采用Vissim程序进行交通仿真设计。

2 基础数据分析

本项目为拟建工程，无法进行道路现状交通量调查，可根据设计图纸构建模型来进行分析。本工程地下空间划分为7个停车场，分别为C、D、E、G2、H以及北侧A、B地块停车场（地下进，地面出），各停车场拟建规模见表1。

表1 地块停车场规模（单位：辆）

分析表1可知，停车场内的车辆主要由办公、商业、娱乐三部分车辆组成，三种车辆的目的不同，其出行高峰也不同。根据调研资料：

（1）开发区办公车辆朝九晚五，形成早高峰和晚高峰两个时段；

（2）商业设施大部分上午10点以后开始营业，其出行高峰在下午15点以后，且高峰小时持续稳定到晚上21点左右；

（3）餐饮娱乐设施车辆的出行高峰主要集中在节假日及晚上18点以后。

综合考虑以上各种车辆的出行时间，晚高峰是车流进出的最集中时段，其次是办公车辆的早高峰时段。

2.1 晚高峰分析

晚高峰到来时，入口交通量明显减小，出口交通量增大，地下交通空间以车辆驶出为主。

根据地块的不同性质，办公与商业及娱乐车辆有不同的晚高峰，参照规划资料，全部办公车辆及20%的商业和娱乐车辆在晚高峰驶出，35%的商业和娱乐车辆在晚高峰时段驶入地下停车场。

由于地下交通空间智能交通设施齐全，各停车场车辆选择三个出口驶出的比例，按照均等考虑。

2.2 早高峰分析

在交通早高峰时段,各地块地下停车场以办公车辆驶入为主。由于本项目西侧为开发区的主要城区，且连接市区,东部地块尚在开发中，因此大部分车辆从西侧入口驶入地下停车场，根据交通量分析和预测，进入地下停车场的东西向交通量70%来自西侧的南海路方向，30%来自东侧的北海路；南北向交通量70%来自泰达大街方向。

本工程为小客车专用的停车场联络线，与《城市道路设计规范》中的支路标准相近，根据《城市道路设计规范》，20 km/h单车道可能通行能力为1380 pcu/h，考虑道路分类系数和车速、绿信比、交叉口间距等因素，三个入口的高峰小时交通量分配如下[4]：

第二大街西侧入口:870 pcu/h；

第二大街东侧入口870 pcu/h；

第一大街西侧入口745 pcu/h。

驶入停车场的车辆，优先选择距离入口最近的2～3个停车场入口驶入，同一停车场有两个入口的，按照距离最近的入口驶入，来分配驶入交通量的百分比。早高峰驶出车辆较少，主要考虑餐饮娱乐类车辆，按照该类车辆的5%来计算。

2.3 地下交通空间工程建模

由于地下交通空间在第一大街和第二大街上有导向系统，因此入口坡道的利用率较高，交通仿真程序按照驶入利用率100%考虑，50%的车辆将从地下道路驶出，剩余车辆将利用各建筑停车场的地面出口进行分散。模型见图2[5]。

3 仿真评价指标的阙值及意义

（1）地下空间车辆的平均车速，设计取值为20 km/h，仿真车速取值范围宜为17 km/h≤V≤23 km/h。

（2）路网延误总和：地下空间车辆以设计速度进入目的地的时间，与以仿真速度进入目的地的时间之差的总和。

（3）停车率：车辆停车次数与车辆数的比值。

（4）排队长度：地下空间内由于短小时间拥堵而形成的车辆排队长度[6]。

4 仿真运行

基于以上的评价指标，设置相应的检测断面，即可运行软件程序。由于Vissim有随机因素因子，使得每一次仿真结果存在不稳定性，因此有必要对该结果采用不同随机因子进行校验。模拟成果见图 3、图 4[7]。

5 地下空间交通量模拟结果分析

经以上分析可以得出：

（1）晚高峰断面流量普遍较大，最大断面流量为1527 pcu/h，发生在分流点之前的断面。

（2）早高峰地下环道的最大断面流量为1033～1042 pcu/h，主要发生在环道的合流点位置。

可见，以上采用Vissim交通仿真程序模拟的断面最大交通量是1527 pcu/h，而设计车速为20 km/h的单车道通行能力约为800 pcu/h，因此，地下交通空间环道需要设置2条车道，才能保证达到C级以上服务水平，能够满足远期交通量增长的需求，保证车流连续、稳定地行驶。

6 结论

通过Vissim这个虚拟平台可有效的将真实的交通状况直观的表现出来，并给出定量的分析评价。通过仿真分析，能够了解建成后的交通状况，以便分析和控制投资规模，有效地规避投资浪费。

[1]辟途威交通科技（上海）有限公司.VISSIM4.0用户手册中文版[M].1-157.

[2]日建综合研究所公司.天津经济技术开发区中心商务区地下交通空间方案设计及地下管线共同沟方案设计[Z].

[3]天津市市政工程设计研究院.天津开发区现代服务产业区地下交通空间工程的设计图表及说明[Z].2008.

[4]CJJ 37-90,城市道路设计规范[S].

[5]北京交通大学交通运输智能技术与系统实验室.平面信号交叉口交通仿真实验指导手册[M].2004,1-96.

[6]许有俊,张明,刘忻梅.基于VISSIM的城市快速路出口微观仿真模型的建立[J].内蒙古科技大学学报,2008,27(4).

[7]杜文伏,周华,张志红.基于城市道路路段微观交通仿真模型参数标定研究——以Vissim为例[A].第十五届海峡两岸都市交通学术研讨会[C].