基于S－Paramics信号交叉口交通服务水平评价

华 文，陈贤哲，孙 健

(上海交通大学 船建学院，上海 2002401)

0 引言

2012年我国汽车产销量超过1900万辆，我国已经步入汽车时代。信号交叉口作为道路网的瓶颈［1］，是制约道路网通行效率的关键所在，信号交叉口的组织优化直接关系到整个道路网的高效运行。因此需要对信号交叉口的交通服务水平进行评价，以采取适当的优化措施。

S－Paramics是一款由英国SIAS有限公司开发并提供技术支持的微观交通仿真软件，它能在小的交叉路口、高速公路乃至整个城市交通系统中模拟每辆汽车的运行，并可以模拟包括交通事故、气体排放等问题，该软件目前在英国等地得到了广泛的应用。利用S－Paramics对城市物流园区的交通影响进行分析，取得了较好的效果［2］。利用S－Paramics对多个城市道路设计方案进行评价比较，并选择最佳优化方案［3］。

以上海交通大学闵行校区周边的江川路沪闵路交叉口为例，对其服务水平进行评价，为后续的组织优化提供基础。

1 基于S－Paramics的信号交叉口交通服务水平评价

1.1 信号交叉口交通服务水平评价的指标选取

交叉口延误的增加直接反映为交叉口交通拥堵，并影响交通安全，严重影响交通环境。交叉口的延误主要受三方面因素的影响。首先是道路条件，如入口引道的车道数、宽度、坡度、入口控制的方式、渠化情况、有无停车站点等;其次是交通条件，如每个入口引道的高峰小时交通量及其流向分配、车辆类型及组成、驶近交叉口的车速、行人及非机动车情况;另外是交通管制方式，如交叉类型、信号管理方式、周期长、绿信比、停车或让路标志、转向与停车控制等。

与信号交叉口延误相对应的是机动车排队长度，排队等待通行，也就意味着交通流速率的下降、交通运输网效率和服务水平的降低，也意味着载运工具效率的下降和经济的损失。

因此，选取信号交叉口延误和机动车排队长度作为评价信号交叉口交通服务水平的两个重要指标。

1.2 基于S－Paramics的交通服务水平评价步骤

进行交通服务水平的评价，首先必须调查信号交叉口的交通量与信号配时，包括平均交通量、高峰小时交通量、设计小时交通量和信号周期、绿信比等。然后利用S－Paramics软件进行仿真，得出关键指标的仿真结果。最后分析仿真过程，导出评价结论。其中，使用S－Paramics软件进行仿真的具体步骤为

(1)建立仿真文件，选择仿真基础指标，导入底图，其中仿真指标包括道路靠右通行的属性和仿真运行的时间段，底图为城市道路网的电子地图(DXF格式);

(2)绘制信号交叉口，先进行交叉口建模，再编辑渠化设施，包括道路的车道数、宽度、限制通行速度等;

图1 基于S－Paramics软件的信号交叉口交通服务水平评价步骤

(3)输入交通基础数据，包括信号配时、交通流量等;

(4)校验模型，进行仿真运行，导出数据，进行评价分析，得出结论。

综上所述，基于S－Paramics软件进行信号交叉口交通服务水平评价的步骤如图1所示。

2 实例分析

2.1 江川路沪闵路交叉口简介

通过对上海交通大学闵行校区周边的调查，发现在东起沧源路，西至华宁路，北起剑川路，南至江川路这样一个矩形区域中集中了上海电机厂、上海汽轮机厂、上海交大、众多初高中以及大量居民生活小区。一方面，此区域内生活着较多的上海交通大学教职工，同时区域内的其它各单位与上海交大的交流也非常频繁;另一方面，此区域内交通流来源的构成相对合理，流量比较适中，道路等级层次丰富，交通系统及其相关设施也较为到位。江川路与沪闵路交叉口处于该区域的核心位置，因此，选取该交叉口作为的研究对象。江川路与沪闵路交叉口的渠化及信号配时图分别如图2、图3所示。

图2 江川路沪闵路交叉口渠化图

图3 江川路沪闵路交叉口信号灯相位图

2.2 基于S－Paramics的江川路与沪闵路交叉口交通服务水平评价

利用S－Paramics对江川路与沪闵路交叉口的交通服务水平进行评价。为了使结果更为精确，针对每一情景，进行10次仿真，仿真时长设定为3600秒，并以200秒为一间隔，进行多次重复仿真。取绝对平均数，作为最后评价数据。

(1)交叉口延误

经过仿真，得出江川路与沪闵路交叉口的延误如表1所示。

表1 江川路与沪闵路交叉口延误

表1表明:江川路—沪闵路交叉口南进口道总延误时间最长，东进口道总延误时间最短，北进口道平均延误时间最长，东进口道平均延误时间最短。

(2)最大排队长度

江川路－沪闵路交叉口各进口道最大排队长度如表2所示。

表2 江川路沪闵路交叉口各进口道最大排队长度

表2表明:江川路—沪闵路交叉口西进口道路大排队长度最大，东、北进口道最大排队长度最小。

3 结论

信号交叉口的交通服务水平评价是信号交叉口组织优化的基础，对提高通行效率、推动城市经济发展、提高社会经济效益有着巨大的作用。以S－Paramics软件为基础，对上海江川路与沪闵路交叉口的交通服务水平进行仿真评价，仿真结果与理论计算基本吻合，能为后续的交叉口组织优化提供参考。但由于条件所限，未对非机动车和行人进行仿真，对于最终评价精度会造成一定影响，这是在后续工作中需要解决的问题。

［1］林臻.机动车背景下我国大学校园交通的优化策略研究［D］.上海:同济大学，2007.

［2］李洪兵，孙智源，葛喜俊.基于S－Paramics微观仿真技术的城市物流园区交通影响分析［J］.物流技术，2009，28(4):71 －72

［3］孙智源，于丽娜，孙扬扬.基于 TransCAD、Hardsoft、S －Paramics的城市对外交通道路网设计［J］.中国水运，2009，9(8):217 －219