基于VISSIM仿真的城市更新项目交通咨询研究

赖 旭，霍建州，李方卫

基于VISSIM仿真的城市更新项目交通咨询研究

赖 旭，霍建州，李方卫

（深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司，深圳 518000）

在土地资源紧约束的大背景下, 土地发展模式由增量扩张向存量优化转变, 城市更新成为城市发展的主要方式。城市更新项目通常只注意提高用地开发强度, 缺乏对片区交通的整体统筹考虑, 当片区存在多个城市更新项目时, 会对交通体系造成强有力的冲击。论文通过引入VISSIM微观交通仿真软件, 直观展示片区道路交通运行效果, 输出交叉口评价指标, 评价城市更新项目对于片区交通的影响, 提出交通改善措施, 实现城市更新与城市交通的协调发展。最后, 以深圳市南山区沿山路片区城市更新项目为例进行说明。

城市更新; 交通体系; 交通仿真; 交通改善

0 引 言

城市更新是在当前城市土地资源供需矛盾日益凸显的情况下，建设宜居现代化城市的必要要求[1]，它与城市交通是城市空间结构形成的两种主导因素，两者相辅相成、相互作用。城市更新利用空间结构是城市交通系统空间布局的基础，决定城市路网结构、路网容量等，同时城市交通系统又引导或制约城市更新土地利用发展方向、强化城市空间结构[2]。

国内已有众多学者对城市更新和城市交通的关系进行了研究，储薇薇[3]、谢巍等[4]人分别从城市更新与交通微循环、城市更新规模与交通系统容量约束的角度阐述了城市更新与城市交通协调发展的重要性，而熊璐[5]、姚早兴[6]等人分别以宁波江北核心区、深圳坪山区规划实践为例，提出了城市更新片区统筹规划的新思路和新方法。陶希东[7]、郝玲等[8]人提出社会性城市更新的转型策略、以能耗为指导的绿色城市更新策略以及结合TOD理论的城市更新方法。前面的研究主要集中于城市更新理论方面，未曾利用能够直观模拟现实交通运行状况的VISSIM仿真软件[9-10]。因此，本文通过引入VISSIM微观交通仿真软件，在构建城市更新项目与城市交通互动联系的基础上，通过VISSIM微观交通仿真软件评价城市更新项目对城市交通的影响，进而提出城市更新地块及周边路网的改善措施，实现城市更新与城市交通的协调发展。

1 基于VISSIM仿真的城市更新项目交通咨询研究流程

VISSIM作为一种微观交通仿真软件，一方面可以直观展示交通运行状况并提供评价指标，核查城市更新开发容量；另一方面可以分析各种渠化设计及信号配时方案下道路及交叉口交通流运行状况，指导城市更新地块及周边道路交通改善工作的开展。

基于VISSIM仿真的多个城市更新项目交通咨询研究流程主要分为以下五个步骤，具体流程见图1。

图1 基于VISSIM仿真的多个城市更新项目交通咨询研究流程

step1 开展交通需求预测。依据四阶段法，以交通生成、交通方式划分、交通量分配为理论基础，对目标年统筹多个城市更新项目建成后交通量进行预测。

step2 建立VISSIM仿真评价模型。开展规划路网渠化设计，导入VISSIM仿真软件并输入道路交通量，在流量流向输入决策路径，设置交叉口信号配时并对交叉口冲突点进行设定，运行仿真并输出仿真视频及指标评价表。

step3 提出交通改善措施。依据仿真运行情况和仿真评价指标，提出城市更新项目地块和周边路网交通改善措施，主要包括城市更新项目容积率调整、内部交通组织优化、出入口交通组织优化、周边道路路段断面优化、车道拓宽渠化设计、交叉口渠化设计和交叉口信号配时等。

step4 改善后评价。在提出交通改善措施的前提下，按照完整流程建立VISSIM仿真评价模型，再次运行仿真并输出仿真视频及指标评价表。

step5 结果分析。通过对比前后仿真输出的评价指标，验证多个城市更新项目对片区交通影响程度，以及实施改善方案以后交通承载力是否能够支撑多个城市更新项目的开发，最终得出交通咨询研究结论。

2 基于VISSIM仿真的道路交叉口评价方法

VISSIM仿真软件能将道路、交叉口、信号灯相位配时、车辆车速等形象直观地表达出来，同时能将研究范围内交通流随时间推移的运行状况真实的重现，二维和三维的动态变化能清晰地发现方案的缺陷和不足，通过VISSIM仿真对方案进行评价，可以了解方案的可行性和有效性，及时对方案进行优化和调整。

路网的交通条件主要由路段及交叉口决定，包括路段和交叉口通行能力的全部影响因素。而交叉口是城市道路交通网络中的瓶颈，单个交叉口的通行能力受到制约后，必然会对整个路网的交通造成影响，可以说交叉口的交通运行状况直接决定了周边路网的运行状况。因此，本文主要对道路交叉口进行评价，路段运行状况可以通过仿真输出视频直观呈现。

2.1 仿真参数设定

根据道路网、交通组织方案、交叉口渠化方案、交通需求预测等建立交通仿真模型。仿真参数主要包括交通流量、车辆运行速度、交叉口相位配时、车辆路径、车型比例等，具体参数设置如下：

2.1.1 交通流量

对研究范围内现状道路交通流量进行全面细致的调查，在上层次城市规划和交通规划的解读基础上，结合市域交通模型和片区中交通模型合理确定规划年片区道路交通流量。

2.1.2 运行速度

在仿真时考虑各条道路等级，依次设置合适车速。依据《城市道路工程设计规范》（2016年版）中规定各等级道路的设计速度应符合表1的内容，同时结合实际交通调查情况对运行车速进行校正。

表1 各级道路设计速度

续表1

道路等级设计速度/（km/h） 支路40 30 20

2.1.3 信号配时

根据交通调查情况，输入交叉口信号配时方案，结合交通改善措施的实施，实时动态地调整交叉口信号配时方案。以深圳市某一交叉口为例进行说明，依据交叉口流量预测、交叉口渠化设计等分析结果，对信号配时方案进行优化，周期为170s，五相位放行，保证主要道路的通行能力，提高交叉口运行效率。信号配时方案如表2所示。

表2 交叉口信号配时方案

2.1.4 行驶路径

基于对片区路网的理解以及片区与周边道路之间的关系，合理设定车辆行驶路径，同时考虑多个交叉口路径有冲突，依次设置交叉口冲突点。

2.1.5 车型比列

对研究范围内各条道路开展交通调查，统计各条道路的车型组成比例。同时对一些规 划道路基于道路功能定位，合理预测车型比例构成。

2.2 评价指标选择

依据全面性、科学性、可比性以及定量为主定性为辅的原则，结合项目周边路网和交通运营特点以及VISSIM交通仿真软件所提供的模型输出交叉口评价指标，选取如表3所示评价指标。

表3 VISSIM交通仿真评价指标

3 案例分析

3.1 案例介绍

本次研究案例位于深圳市南山区沿山路片区，考虑研究案例与周边道路的交通联系是否紧密，划定仿真范围为沿山路、南海大道、工业五路和大南山围合区域。该片区内共包括4处城市更新项目，分别是南水工业区城市更新、沿山路宝耀片区城市更新、沿山路工业区一期城市更新、沿山路工业区二期城市更新，如图2所示。

图2 沿山路片区城市更新项目分布示意图

3.2 交通需求预测

参考《深圳市建设项目交通影响评价技术标准》出行率指标，同时结合城市更新项目业态分布及建筑可预测得到新增发生吸引量出行人次。参考深圳市、南山区及片区相关上层次城市规划、产业规划、交通规划，同时综合考虑片区轨道交通、常规公交、道路交通等重大交通设施布局规划，可合理确定出符合片区实际情况的交通出行结构（见表4）。在此基础上，可预测得到片区新增小汽车发生吸引量，如表5所示。

表4 交通方式划分表

表5 城市更新地块小汽车交通量预测结果

3.3 沿山路片区城市更新VISSIM交通仿真

根据对各条道路断面形式、车道宽度和交叉口渠化情况进行调查，合理搭建研究范围内的仿真路网，将仿真路网导入VISSIM仿真软件。然后在VISSIM仿真软件平台中输入交通流量，同时合理设定运行速度、信号配时、行驶路径、车型比例等仿真参数。最后通过运行VISSIM仿真软件，即可输出交通仿真视频及交叉口评价指标。

3.3.1 改善前评价

以规划年交通需求预测作为前提输入条件，规划路网条件基本与现状保持一致，南海大道为双向4车道，沿山路、工业五路、工业七路等道路均为双向2车道，路网条件通过VISSIM建模仿真，对规划年城市更新项目交通影响进行评价，为降低VISSIM模型随机性对交通仿真的影响，对模型进行多次仿真。通过VISSIM输出的交通仿真视频可知：南海大道、沿山路、工业五路、工业七路等道路较为拥堵，这主要是因为南海大道是对外衔接的通道，而沿山路片区主要通过工业五路、工业七路与南海大道进行转换，沿山路是片区唯一南北贯通的通道。

沿山路片区已分布有一些居住区和工业区，加上四个城市更新项目同步推动，建筑开发总量激增，片区路网承载力有限。建议将南海大道拓宽为双向6车道，沿山路、工业五路、工业七路拓宽为双向4车道。在此基础上，考虑规划新增大南山隧道衔接南海大道的方案重新建模仿真，输出的交通仿真评价指标如表6所示。

表6 改善前交通仿真评价指标汇总表

由交通仿真评价指标表可知：兴工路—工业七路、南海大道—工业五路等交叉口服务水平较差，为E级；南海大道工业七路、沿山路—工业六路、南海大道—大南山隧道、沿山路—工业五路服务水平一般，为D级。建议对以上交叉口进行渠化拓宽改造以及信号配时优化。

3.3.2 改善后评价

在对重要道路及交叉口进行渠化拓宽以及信号配时优化之后，采用VISSIM仿真再次对规划年城市更新项目交通影响进行评价。通过VISSIM输出的交通仿真视频可知：经过交通改善措施之后，片区路网承载力得到提升，交通运行状况良好。考虑大南山隧道将南海大道与沿山路片区的工业六路隔断，只能通过南海大道—工业五路和南海大道—工业七路进出，存在发生交通拥堵的风险，建议大南山隧道新增辅道衔接沿山路片区，增加南海大道进出沿山路片区的可选择通道。在此基础上重新建模仿真，输出的交通仿真评价指标如表7所示。

由表7可知，在实施相关交通改善措施后，除南海大道—大南山隧道因西侧增设辅道流量增加导致服务水平略有下降之外（但仍处于可接受的范围），沿山路片区其余道路交叉口服务水平均得到明显改善。

表7 改善后交通仿真评价指标汇总

3.3.3 交通仿真结果分析

通过VISSIM交通仿真可知：沿山路片区在实施城市更新后，对南海大道及沿山路沿线交叉口影响较大，南海大道及沿山路沿线交叉口整体服务水平为E级或D级，由于沿山路沿线交叉口均为无信控交叉口，且为双向2车道，路段整体可控性较差，一旦拥堵很难疏散。在道路拓宽，大南山隧道新增辅道，交叉口渠化设计和信号配时优化之后，南海大道沿线交叉口整体服务水平降为C级或D级，沿山路沿线交叉口整体服务水平降为B级或C级，平均延误和平均排队长度较之前明显降低，沿山路片区交通整体运行情况良好。说明在交通改善措施实施之后，改善了道路交通条件，增加了片区的路网容量，有效地降低了城市更新对沿山路片区道路交通的影响。

4 结 论

城市更新对于促进城市发展、提升居民生活品质有重要的推动作用，但需要城市交通作为城市更新的支撑，只有城市更新与城市交通协调发展，才能实现城市建设中复杂系统的和谐发展。因此，一方面需要在既定的交通规划条件框架下通过VISSIM仿真软件开展城市更新项目交通咨询工作，依据评价结果提出合理的交通改善措施来避免城市更新对周边交通系统产生显著影响。另一方面站在片区整体统筹规划角度合理地确定城市更新项目数量和规模也是城市更新的关键，无限制的城市更新将给片区带来难以解决的交通压力。在应用VISSIM仿真软件开展城市更新交通咨询研究工作过程中，应合理地设定交通流量、运行速度、信号配时、行驶路径、车型比例等参数，真实还原实际运行状况，确保评价结果的可靠性。

[1] 邓堪强. 城市更新不同模式的可持续评价—— 以广州为例[D]. 武汉: 华中科技大学, 2011.

[2] 吴志强, 李德华等. 城市规划原理[M]北京: 中国建筑工业出版社，2013.

[3] 储薇薇. 深圳市城市更新单元规划中引入交通微循环的影响要素分析及策略初探[D]. 深圳: 深圳大学, 2017.

[4] 谢巍, 黄伟. 交通系统容量约束下的城市更新地区用地开发强度研究[J]. 交通与运输: 学术版, 2017(1): 55-58.

[5] 熊璐, 王雨松. 旧城更新区的控规编制—— 以宁波江北核心区控规为例[J]. 城市规划, 2010, 34(06): 89-92.

[6] 姚早兴. 城市更新片区统筹规划实践—— 以深圳坪山为例[C]// 中国城市科学研究会、海南省规划委员会、海口市人民政府2017城市发展与规划论文集. 中国城市科学研究会、海南省规划委员会、海口市人民政府: 北京邦蒂会务有限公司, 2017.

[7] 陶希东. 中国城市旧区改造模式转型策略研究—— 从“经济型旧区改造”走向“社会型城市更新”[J]. 城市发展研究, 2015, 22(4): 111-116, 124.

[8] 郝玲, 杨豪中, 何杰. TOD模式在城市旧区更新改造规划中的探索[J]. 西安建筑科技大学学报: 自然科学版, 2012, 44(2): 277-282.

[9] 尹俊淞. 基于道路速度-排队长度的VISSIM参数标定建模与算法[J]. 交通运输工程与信息学报, 2019, 17(3): 144-151.

[10] 陈武兴, 叶文亚, 王建邦, 等. VISSIM在城市道路交叉口拓宽改建设计中的应用[J]. 公路交通科技：应用技术版, 2018, 14(2): 65-67.

Traffic Research of Urban Renewal Projects Based on VISSIM Simulation

LAI Xu，HUO Jian-zhou，LI Fang-wei

(Shenzhen Urban Transport Planning Center CO., LTd, Shenzhen 518000, China)

Land development models changes from incremental expansion toward stock optimization when land resource constraints are tight. Urban renewal has become the primary method of urban development. Urban renewal projects can increase the intensity of land use crudely when the overall planning for district traffic is lacking. In cases where multiple urban renewal projects occur in the same area, there is a substantial impact on the transportation system. VISSIM, a microscopic, behavior-based, traffic flow simulation software, was used to evaluate the impact of urban renewal projects on road traffic in the district and the evaluation indicators of the intersections. From this analysis, traffic improvement measures are proposed to realize the coordinated development of urban renewal and urban traffic. An urban renewal project along the Yanshan Road in Nanshan, Shenzhen is used as an example.

urban renewal; transportation system; traffic simulation; traffic improvement

1672-4747（2020）02-0125-07

U491.1+23

A

10.3969/j.issn.1672-4747.2020.02.015

2019-07-04

赖旭（1989—），男，汉族，湖南长沙人，硕士，工程师，主要研究方向：城市交通规划，E-mail：568225417@qq.com

赖旭，霍建州，李方卫. 基于VISSIM仿真的城市更新项目交通咨询研究[J]. 交通运输工程与信息学报, 2020, 18（2）：125-131.

（责任编辑：刘娉婷）