铁路客运枢纽周边道路交通流组织优化研究

彭群洁

（深圳市综合交通设计研究院有限公司，广东 深圳 518003）

0 引言

随着我国经济建设的快速发展，城市化进程不断推进，城市交通量迅速增长，交通出现了日趋紧张的局面，特别是位于枢纽周边的道路，拥堵经常发生。枢纽是城市对外交通的主要衔接点，吸引大量的人流和车流。出入枢纽的这些交通流往往，具有很高的时效性，同时，相对于一般道路而言，大车率相对较高，因此枢纽周边道路交通需进行有效组织，以缓解其交通拥堵问题。对于枢纽周边道路而言，交叉口的管理与控制是其关键。大量事实也证明，交叉口的拥挤现象最严重，是整个路网的瓶颈地带。可以说，有效地缓解交叉口的交通拥堵问题是解决枢纽周边道路交通问题的关键。

1 枢纽周边道路交通组织优化方法与步骤

对于枢纽周边道路，在进行交通组织优化时，主要是针对交通拥挤程度较大的交叉口，对此类交叉口的交通信号周期重新调整，并对其服务水平进行评价[1]。在信号配时不能有效解决交通拥堵问题时，可以将调节控制区域扩大，针对以此交叉口为中心的枢纽周边区域路网，采用交通流诱导方式解决拥堵问题。

城市交通流诱导系统（UTFGS）是一种在“准实时”交通状态下对路网交通流量进行分配，诱导驾驶员行驶在最佳路线上的交通流诱导系统[2]。然而，UTFGS提供的动态交通分配和路线选择只考虑了用户最优问题，其结果可能导致整个交通网络的流量不平衡。城市交通控制系统（UTCS）是交通网络流量平衡的实施技术，是对交叉口信号灯和特定路线的控制，在决定路线延迟和行程时间上起着重要作用。因此同时考虑UTFGS和 UTCS时才能达到真正意义上的交通流诱导。本文根据UTFGS和UTCS的控制思路提出了个人见解，运用交通诱导的方式来缓解枢纽周边道路上的交通问题。

1.1 枢纽周边道路交通流诱导组织

1.1.1 交通流的重新分配

根据交通管理与控制中的交叉口的定时信号控制，对枢纽周边道路的关键交叉口进行单点信号控制。但是，由于此信号控制方法改进的效果不明显，本文采取交通诱导的措施对枢纽周边控制区域道路交通流进行诱导组织。在这一小区域的OD中，针对各个交叉口的交通情况，借鉴Wardrop原理的理念和Dijkstra算法来对交通流进行重新分配，合理组织车流流向，提高道路的通行能力。

在交通流分配上，根据调查数据分析，利用回归路阻函数模型[3]：

式中：t为两交叉口之间的路段行驶时间，min；t0为交通量为0时，两交叉口之间的路段行驶时间，min；V1、V2为机动车、非机动车路段交通量，辆/h；C1、C2为机动车、非机动车路段实用通行能力；k1、k2、k3、k4为回归系数。

参数k1、k2、k3、k4根据道路交通量、车辆调查数据用最小二乘法确定。

计算出控制区域各路段的路阻，根据Wardrop原理和交通分配Dijkstra算法，分别针对交通流平衡分配和非平衡分配方法作交通流的分配预测。

1.1.2 面对驾驶员和诱导系统的组织流程

由于进入枢纽周边道路的车流机动性强，为使驾驶员能够遵照交通诱导的方式在控制区域内行驶，在驾驶员进入控制区域交叉口之前的一段路程内设置交通诱导信息提示板，及时发布前方路段状况，并提供优化路线让驾驶员行进或在进入交叉口时采取信号控制措施，使驾驶员按照规定路线行驶[4]。本文主要对驾驶员和交通诱导系统两方面同时进行交通诱导信息的提供与更新，其中针对驾驶员的具体组织步骤见图1，针对控制区域交通诱导系统的控制流程见图2。

图1 面向驾驶员的交通信息提示流程图

图2 车辆进入控制小区域时的诱导系统流程图

2 案例分析及仿真

本文以武昌火车站周边小区域道路为例，依据现状调查分析存在的问题，根据上述组织优化方法，对武昌火车站周边小区域道路进行改善。

2.1 武昌火车站周边道路的关键交叉口现状

根据调查资料显示，武昌火车站周边道路关键交叉口为中山路与紫阳路的交叉口，其高峰小时流量流向数据见表1。其中，中山路为南北走向。

表1 中山路与紫阳路交叉口交通现状

此交叉口为定时信号控制，右转车辆都不受信号控制，信号周期为145 s，北进口所有车流为第一相位50 s，南进口所有车流为第二相位45 s，东西进口直行为第三相位13 s，东西进口左转为第四相位22 s。各相位之间都有3 s黄灯，最后有3 s全红时间。根据《交通控制与管理》中的定时信号配时[5]知道次交叉口Y=1.544＞0.9，信号匹配时不符合要求。

因此对此交叉口重新进行配时。由现状流量比可知中山路与紫阳路交叉口南北进口的直行、左转流量都相对较大，因此根据分析对此交叉口进行如下改进：对南北方向车道进行渠化，将南进口车道改为6车道，增加一个直行车道，车道宽度为2.75 m，北进口车道改为5车道，增加一个直左车道，车道宽度为2.8 m；仍采用定时信号控制，信号相位不变。

Y=1.062＞0.9，可知重新配时后改进效果不明显。

2.2 武昌火车站周边道路交通组织诱导

根据提出的交通组织诱导方法对武昌火车站周边路网进行交通诱导，缓解关键交叉口的交通压力。根据此诱导方法得到关键交叉口交通流的控制结果。具体结果见表2。

表2 诱导后中山路与紫阳路交叉口交通状况

此时，Y=0.894＜0.9。由于其为离火车站最近的一个交叉口，从火车站出来的各种类型的车首先必须经过这一交叉口才能改变行进方向，所以在调节控制时对其要求相对于其他地方的交叉口要低一些，因此其基本满足枢纽周边交叉口的条件。

2.3 武昌火车站周边道路交通优化前后对比分析

针对上述交通组织诱导方法在武昌火车站周边道路上的组织优化，为了能够更加直观地反应道路交通组织优化前后的对比效果，本案例通过VISSIM模拟仿真[6]，对改进前后关键交叉口——中山路与紫阳路的交叉口的平均排队延误、平均排队长度进行对比分析[7]（见表3）。

表3 改进前后仿真比较分析

由以上比较内容，可以直观地看出优化方案对实际问题的解决是有一定效果的。由VISSIM模拟得出的结果可以看出：交叉口周围路网的交通状态得到明显改善，交叉口延误降低。

3 结语

本文应用交通诱导的方法，对枢纽周边的道路进行交通组织优化，相较于只针对单点进行信号控制调节而言，将枢纽周边的各交叉口进行联控，利用信号控制与交通诱导相结合，能够在时间和空间上很好地改善枢纽周边道路的性能，为枢纽周边道路交通组织优化提出了一个可供参考的方法。但是由于虚拟模型与现实情况存在无法完善的差别，模拟结果与现实情况可能存在些许差异，在以后的研究中不断完善。