基于VISSIM仿真平台的城市道路交叉口优化分析

杜阳

【摘 要】交叉口是城市道路交通系统的重要组成部分，对交叉口的改造是提高路网通行能力和安全水平的有效手段之一，目前，很多城市道路交叉道口，由于建设初期的考虑不足，为对交叉道口进行充分渠化拓宽处理，随着交通量的不断增长，其道口设计通行能力明显不足，经常出现交通拥堵，行车次序混乱的局面。本文基于VISSIM交通仿真平台，建立交叉口的交通仿真模型，将此模型的排队长度、延误、通行能力、停车次数、以及服务水平等作为道口设计方案的评价指标和优化参数，并以鄂州市滨湖北路-凤凰路道口的改造设计为实例，验证了此类改造方案思路的可行性及有效性，为工程实践提供理论指导。

【关键词】交叉口；通行能力；VISSIM仿真；优化设计0 引言

随着经济的不断发展和城镇化建设步伐的加快，城镇道路的交通量快速增长，道路路网交通压力越来越大，平面交叉口作为城市道路路网中最为重要的一个关键节点部分，是各方向和各种类交通汇集分流的集中点，一定程度上决定着整个道路路网的交通通行状况。而交叉口因为其复杂的交通特征使其成为造成交通混乱、交通拥堵及交通事故的多发点，降低了道路网中路段及路口的通行能力。所以，解决了交叉口的拥堵问题也就能够很大程度提高整个道路路网的通行能力。

因此，对路网中关键的交叉口的各项交通现状进行调查研究，找出其发生交通拥堵的原因，进而进行合理的改造与优化设计，合理的进行交通组织管理、优化或增设信号控制。消除或减少冲突点，提高行车安全，减少行车延误，提高交叉口的通行能力，对缓解城市交通压力起到重大作用。

1 VISSIM交通仿真

VISSIM 是可以用以建模和分析各种交通条件下（车道设置、交通构成、交通信号、公交站点等），城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。

VISSIM 系统可以在交通组成、交通信号控制、停让控制等众多条件下在线生成可视化的交通运行状况，也可以离线输出各种统计数据，如：行程时间、排队长度等，具有分析、优化交通组织、设计方案比较等功能，是分析许多交通问题的有效工具[1-2]。

VISSIM的仿真流程是先建立交通路网的计算机模型，反映真实世界的交通状况，然后就可以尝试不同的控制参数指标，确定其对交通模型系统的影响程度，并根据仿真结果，调整设计方案。采用VISSIM软件进行道路的交叉口的仿真模拟的主要程序如下图所示：

图1 VISSIM交通仿真模拟的流程图

2 现状交叉口交通分析

现状鄂州市鄂城区老城区的凤凰路与滨湖北路的交叉口为T字路口，凤凰路与滨湖北路正常路段均为双向4车道布置。道口周边有鄂州市政府，凤凰台，凤凰山庄，鄂州市中医院等局等众多企事业单位。随着地区经济的发展，此道口交通量不断增加，且此T型交叉口由于早期设计时未充分渠化道口，未对道口进口车道进行拓宽，进道口仅设置一条直行车道及一条左转车道，早晚高峰期间经常出现堵车，特别是凤凰路左转方向车流量偏大，排队时间过长，整个道口行车次序混乱等现象，基于以上原因，当地相关部门启动了此道路交叉口的改造程序，以求解决此交叉口的交通拥堵问题。

经过对现状道口高峰小时的交通量数据进行统计调查，现状交通量如下图表所示：

根据现状交通量调查资料，此道口现状高峰小时流量达到2342辆/小时，节点饱和度为0.72，凤凰路南北直行、南侧左转车流量较大，高峰时段交通较为拥堵。

另外，为了增加进入鄂州市老城区的道路，位于凤凰路东侧的连接凤凰路与235省道的跨洋澜湖的凤凰大桥正在施工，待此凤凰大桥建成通车后，此道口将由T字道口变为十字道口，道路交通状况将会发生转变。根据相关资料，基于凤凰大桥建成通车后，对此十字道口进行了交通量预测与分析。

待凤凰大桥通车后，从东部新城区进入老城区的车流将会直接从此道口进入，此路口将会吸引更多的交通流量，路口交通压力将会进一步增大，经测算，此节点饱和度将达到0.9。流量将达到超饱和状态，拥堵情况将会非常严重。

另外，根据现状在交通量数据，在凤凰大桥建成通车的前提条件下预测此道口的交通量增长率约为4%，远期路口流量将达到5467辆/小时，道口整体饱和度将达到1.3，服务水平降低至四级。因此，此交叉口近期与远期均不满足交通量的需求，急需改造优化。

3 交叉口改造方案优化计

为了解决此交叉口的交通拥堵问题，设计拟对此道口改为十字交叉渠化灯控的方式组织交通。根据道口特点，初拟道口的改造方案，同时根据设计方案和相关资料建立VISSIM交叉道口仿真模型，根据现状及预测的交通量数据对道口改造方案进行参数优化。选用道口的通行能力、饱和度、平均延误、排队长度、停车次数、服务水平作为参数指标对此环岛改信控交叉口进行方案优化。

根据仿真结果，对道口方案进行优化：拆除路口进口现有的部分侧分带及部分渠化岛，增加进口道方向、进口道车道数，分别增设道口左转，右转专用车道，保持道口直行车道数不低于正常路段车道数；增加道口展宽段长度。滨湖大桥连通后，北进口、南进口、西进口均由2车道拓宽为四车道，均增加1个直左车道及1个专用右转车道。滨湖大桥进口处展宽为3车道。北、南、西进口展宽段增加至80米，渐变段增加至30米，以满足车辆排队及车道渐变顺畅的要求。同时根据车辆转弯行车轨迹，尽量缩短道口的距离，减少车流通过道口的时间。最后，根据规范合理设置交通信号设施组织道口交通，同时设置视频监控与电子警察系统，全天候监控道口交通状况，设置行人二次过街及交通渠化岛，机非分隔护栏等，保障路口各种交通形式各行其道，使整个交通安全畅通。

经过仿真优化结果数据如下表所示，此道口改造后，近期及远期的道口服务水平相比现状环岛可均可以保持在三级服务水平以上，满足设计预期条件及实际使用功能需求。

4 结论

本文在总结我国对现状交叉口改造方案的经验的基础上，结合鄂州市滨湖北路-凤凰路交叉口改造的具体工程实例，在调查现状的相关交通数据资料的基础上，利用软件VISSIM创建了此平面交叉口仿真模型并进行交通分析研究。研究表明，利用VISSIM软件的动态性、直观性、精度高的特点，能够相对客观的反应平面交叉道口的实际的交通运行状况和发现设计方案所存在的问题，并且可以根据软件系统的评价功能，对平均延误和排队长度等参数指标进行评价，从而对设计的道口交通方案进行比选，优化道口设计方案。

【参考文献】

[1]刁爱霞，齐博，孙莉.基于VISSIM的平面交叉口交通仿真与改善研究[J].西部交通科技，2012（10）：55-58，73.

[2]盖春英.VISSIM微观仿真系统及在道路交通中的应用[J].公路，2005，8.

[3]周祥.交通仿真技术在道路交通工程中的应用研究[J].科技与创新，2016，16.

[4]CJJ37-2012 城市道路工程设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2016.

[5]CJJ152-2010 城市道路交叉口设计规程[S].北京：中國建筑工业出版社，2010.

[责任编辑：朱丽娜]