VISSIM在城市道路交叉口的应用

2017-03-22刘洋

黑龙江交通科技 2017年1期

关键词：十字交叉口贵阳市

刘洋

（贵阳市城乡规划设计研究院，贵州贵阳 550003）

VISSIM在城市道路交叉口的应用

刘洋

（贵阳市城乡规划设计研究院，贵州贵阳 550003）

城市道路平面交叉口是道路系统中重要的组成部分，一旦交叉口发生堵塞，会影响交通的有效运行。因此，如何提高交叉路口的通行能力对城市的交通有重要意义。以贵阳市中山路公园路口，大十字，小十字交叉口为研究对象，借助VISSIM交通仿真软件，调查其高峰时段的现状交通量、信号配时方案，研究交叉口优化配时方案，并对方案进行评价。结果表明该方案能有效的减少车辆延误，证实了VISSIM仿真软件在城市道路交通组织管理评价上能达到良好的效果，为缓解目前城市交通拥堵提供有效的参考。

VISSIM；交叉口；方案评价

1 前言

如今，我国的一些大城市的交通问题日趋严重，每天的城市交通拥堵和环境的问题，给城市的居民生活和经济发展带来了巨大的影响。在当前城市机动化快速发展的时期，在市区道路和路网建设中，充分利用了先进的智能交通技术（即大数据分析），来提高城市交通科学管理，确保城市交通畅通是城市交通管理重要课题。

在国外自20世纪50年代就开始了对道路交通流的研究，提出了各种有名的宏观和微观的交通流理论模型，如美国的TRANSIMS和TSIS、英国的FLOWSIM和PARAMICS、以及本文中所提的应用德国的VISSIM等。这些计算机模拟模型已成为城市交通优化、管理、系统评价和对各种智能交通系统进行技术和社会经济效益评价的主要手段。

目前采用先进的VISSIM仿真系统对将要实施的方案进行可行性研究，对于我们城市交通管理的组织和规划无疑是一种技术上的进步。由于道路交通的系统性，对于道路交通规划或管理方案的实施效果难以准确预测，导致在实施后才会发现该方案又会带来一系列其他的缺陷。所以，在复错综杂交通条件下，采用VISSIM仿真系统对这类规划和整治方案进行实施前的系统评估是一种新的思路和方法，可以为交通管理部门提供一定的客观性决策依据。

2 VISSIM简介

全称PTV-VISSIM是由德国PTV公司开发的，是一种微观的并且基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，是用以城市交通和公共交通运行的交通建模。它可以分析各种交通条件下车道类型、交通组成、交通信号控制、停让控制等交通运行情况，具有分析、评价、优化交通网络和设计方案比选等功能，是分析和评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。自1992年进入市场以来，VISSIM已经成为同类型模拟软件的标榜。VISSIM采用的核心模型是基于Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路是：道路中两辆行驶的汽车一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）的距离时，后车驾驶员便开始减速。由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间的距离达到后车驾驶员心理（安全）距离时，后车驾驶员才开始逐渐地加速，由此形成了一个周而复始地循环过程。

3 VISSIM在城市交叉口研究中的应用

目前，贵阳市机动车数量从2005年的25.34万辆，增长至2013年的79万辆，8年间增长了2.1倍，年均增长26.5%，伴随着汽车数量的迅速增长，市区交通拥堵便会成为突出问题，由于“拥堵”、“停车难”等问题不能有效得到解决，这就造成市区交通管理上极不规范，占道停车现象日益突出，城市交通秩序混乱、交通环境受到严重影响。

本文在贵阳市短期交通流预测项目的基础上，针对贵阳市中心城区最有代表性的大十字区域沿中山路的公园路口、大十字、小十字三个路口现状仿真，分析现状交通状况，并提出了渠化优化方案，采用VISSIM对方案进行了仿真，比较新的渠化方案和原方案的仿真效果，这样可以从相关的方案中找到最优的方案。

3.1 现状分析

公园路交叉口由中山西路与公园路相交而成，大十字由中华路和中山路相交而成，小十字由富水路和中山路相交而成，它们为同位于中山路上相连的三个交叉口，这三个交叉口在南北交通轴上的作用重要。经过调查发现在东西向上的交通流相对较大，交通延误更为严重。公园路口、大十字、小十字交叉口是贵阳市交通比较拥堵的交叉口。

由现状调查得出，在高峰时段交通量较大，车辆行驶缓慢，势必大大降低了交通交叉路口的通行效率。

3.2 改善方案

通过VISSIM仿真软件的分析，对该交叉口进行重新配时。公园路交叉口和大十字交叉口相位不变，但在原基础上进行优化配时，小十字交叉口未作改变，原信号配时与改善信号配时方案如表1所示。

表1 交叉口现状与优化信号配时方案比较

3.3 交通仿真

（1）输入背景地图

为了能更加真实地反映现实的道路交通条件，需要输入三个路口的平面图作为背景。在vissim中输入背景地图后还需要将其比例缩放为原来的比例，以便进行下一步的车道布置。

（2）布置车道

在车道布置方面，车道布置得好坏直接会影响到软件模拟的真实性，那么对交叉口的模拟就尤其更为重要，其中涉及到变速车道、拓宽车道、左转专用车道，车道数的变换。这就需要准确地运用直线和连接器。

（3）流量分配

在交通流量分配之前，要选择合适的汽车类型及其不同比例的交通组合，vissim自带有11种汽车，并且还可以自定义汽车的各种类型。在确定了汽车类型及其交通组合之后，再对四个进口方向进行流量的输入，位置一般选在路段上，离道路交叉口远一点。然后根据流量流向进行流量分配。Vissim提供了两种分配方式——静态分配和动态分配，对于道路交叉口我们推荐选用静态分配。静态分配又有两种——路线选择和方向选择。Vissim推荐选用路线选择，因为操作要比较容易而且流量分配比较精确。

（4）信号设置

根据前面的配时计算结果，输入各个相位的红绿灯时间，在各进口道上相应位置放置信号灯。Vissim能随时调节各信号相位的红绿灯时间，而且每调节一次红绿灯时间，都可以在信号配时图上看到其变化。

（5）仿真模拟

通过以上的设置，我们就可以对该路口进行模拟了，从公园路口、大十字、小十字三个路口的模拟情况看，车辆运行流畅，而且能较真实反应现实的车辆运行状况。

3.4 优化评价

将现状与优化方案用VISSIM软件进行仿真便得到优化后的延误值和排队长度，如表1所示。