Vissim在地下交通空間工程中的應用與分析

王海燕,鄭 利

（天津市市政工程設計研究院，天津市300051）

0 前言

隨著我國國民經濟的快速發展，城市基礎建設步伐的不斷加快，越來越多的工程項目如雨后春筍般在全國各地蔓延開來。城市道路交通作為“大交通”中最重要的一環，在人民生活出行中占據了主導地位，因此如何加強市政基礎設施建設，更好、更快、更有效地進行顯得迫在眉睫。在以往的工程建設中，只有對項目及其周邊路網的通行能力、交通量預測分析及服務水平評價，而對于如何定量、直觀地分析項目建成前后內部及周圍路網的交通運行狀況，一直是困擾廣大設計工作者的一個難題。德國PTV公司的Vissim交通仿真軟件可以很好地解決此類問題，它能夠再現復雜的交通現象、具有直觀、準確、靈活重復地進行比較和分析等特點，是描述復雜道路交通現象的一種有效的手段[1]。

1 問題的提出

天津開發區現代服務產業區位于天津市中心以東約50 km處，緊鄰塘沽區和天津新港，是濱海新區最中心的區域。規劃用地總面積33 km2,以貫穿開發區中央的京津塘高速公路入港延長線（泰達大街）為分界線，南側為8.5 km2的金融貿易生活區，北側為24.5 km2的工業區（見圖1）。

天津開發區現代服務產業區地下交通空間工程位于金融貿易生活區，現代服務區內以中央公園為中心規劃了地標大廈，法院，媒體中心和商業設施等，在其外圍有已經竣工的市民廣場和規劃中的博物館、音樂廳和萬通公司等。地下交通空間工程中地下道路西起巢湖路，東至北海西路，南起第一大街，北至第二大街，將進入中央公共停車庫、地標大廈、C、D街區、媒體中心、大劇院、博物館和市民廣場地下停車庫的主要車流進行交通組織，實現了若干個大規模地下停車場的有效整合，大大提高了停車場資源的有效利用，同時減輕了地面交通的壓力，確保與城市景觀相協調的暢通的交通環境，并最大限度的利用地下空間，在減少環境負荷的同時打造具有復合價值的地下空間[2]。

為了分析地下交通空間工程的交通特征，將城市立交設計理念引入地下交通空間，地下交通空間由1條雙車道環道、8條單車道坡道、以及與環道相連的10處停車場出入口組成，地下環道與停車場出入口的合流及分流部位均設置加寬車道與漸變段。整個地下交通組織為順時針環形狀，設置三進三出六個地面出入口坡道和兩條緊急聯絡坡道，緊急聯絡坡道正常工況下通過活動護欄進行封閉，緊急情況下開啟，以便逃生[3]。

由于地下交通空間車輛進出組成較復雜，設計按照地下立交來考慮，并采用Vissim程序進行交通仿真設計。

2 基礎數據分析

本項目為擬建工程，無法進行道路現狀交通量調查，可根據設計圖紙構建模型來進行分析。本工程地下空間劃分為7個停車場，分別為C、D、E、G2、H以及北側A、B地塊停車場（地下進，地面出），各停車場擬建規模見表1。

表1 地塊停車場規模（單位：輛）

分析表1可知，停車場內的車輛主要由辦公、商業、娛樂三部分車輛組成，三種車輛的目的不同，其出行高峰也不同。根據調研資料：

（1）開發區辦公車輛朝九晚五，形成早高峰和晚高峰兩個時段；

（2）商業設施大部分上午10點以后開始營業，其出行高峰在下午15點以后，且高峰小時持續穩定到晚上21點左右；

（3）餐飲娛樂設施車輛的出行高峰主要集中在節假日及晚上18點以后。

綜合考慮以上各種車輛的出行時間，晚高峰是車流進出的最集中時段，其次是辦公車輛的早高峰時段。

2.1 晚高峰分析

晚高峰到來時，入口交通量明顯減小，出口交通量增大，地下交通空間以車輛駛出為主。

根據地塊的不同性質，辦公與商業及娛樂車輛有不同的晚高峰，參照規劃資料，全部辦公車輛及20%的商業和娛樂車輛在晚高峰駛出，35%的商業和娛樂車輛在晚高峰時段駛入地下停車場。

由于地下交通空間智能交通設施齊全，各停車場車輛選擇三個出口駛出的比例，按照均等考慮。

2.2 早高峰分析

在交通早高峰時段,各地塊地下停車場以辦公車輛駛入為主。由于本項目西側為開發區的主要城區，且連接市區,東部地塊尚在開發中，因此大部分車輛從西側入口駛入地下停車場，根據交通量分析和預測，進入地下停車場的東西向交通量70%來自西側的南海路方向，30%來自東側的北海路；南北向交通量70%來自泰達大街方向。

本工程為小客車專用的停車場聯絡線，與《城市道路設計規范》中的支路標準相近，根據《城市道路設計規范》，20 km/h單車道可能通行能力為1380 pcu/h，考慮道路分類系數和車速、綠信比、交叉口間距等因素，三個入口的高峰小時交通量分配如下[4]：

第二大街西側入口:870 pcu/h；

第二大街東側入口870 pcu/h；

第一大街西側入口745 pcu/h。

駛入停車場的車輛，優先選擇距離入口最近的2～3個停車場入口駛入，同一停車場有兩個入口的，按照距離最近的入口駛入，來分配駛入交通量的百分比。早高峰駛出車輛較少，主要考慮餐飲娛樂類車輛，按照該類車輛的5%來計算。

2.3 地下交通空間工程建模

由于地下交通空間在第一大街和第二大街上有導向系統，因此入口坡道的利用率較高，交通仿真程序按照駛入利用率100%考慮，50%的車輛將從地下道路駛出，剩余車輛將利用各建筑停車場的地面出口進行分散。模型見圖2[5]。

3 仿真評價指標的闕值及意義

（1）地下空間車輛的平均車速，設計取值為20 km/h，仿真車速取值范圍宜為17 km/h≤V≤23 km/h。

（2）路網延誤總和：地下空間車輛以設計速度進入目的地的時間，與以仿真速度進入目的地的時間之差的總和。

（3）停車率：車輛停車次數與車輛數的比值。

（4）排隊長度：地下空間內由于短小時間擁堵而形成的車輛排隊長度[6]。

4 仿真運行

基于以上的評價指標，設置相應的檢測斷面，即可運行軟件程序。由于Vissim有隨機因素因子，使得每一次仿真結果存在不穩定性，因此有必要對該結果采用不同隨機因子進行校驗。模擬成果見圖 3、圖 4[7]。

5 地下空間交通量模擬結果分析

經以上分析可以得出：

（1）晚高峰斷面流量普遍較大，最大斷面流量為1527 pcu/h，發生在分流點之前的斷面。

（2）早高峰地下環道的最大斷面流量為1033～1042 pcu/h，主要發生在環道的合流點位置。

可見，以上采用Vissim交通仿真程序模擬的斷面最大交通量是1527 pcu/h，而設計車速為20 km/h的單車道通行能力約為800 pcu/h，因此，地下交通空間環道需要設置2條車道，才能保證達到C級以上服務水平，能夠滿足遠期交通量增長的需求，保證車流連續、穩定地行駛。

6 結論

通過Vissim這個虛擬平臺可有效的將真實的交通狀況直觀的表現出來，并給出定量的分析評價。通過仿真分析，能夠了解建成后的交通狀況，以便分析和控制投資規模，有效地規避投資浪費。

[1]辟途威交通科技（上海）有限公司.VISSIM4.0用戶手冊中文版[M].1-157.

[2]日建綜合研究所公司.天津經濟技術開發區中心商務區地下交通空間方案設計及地下管線共同溝方案設計[Z].

[3]天津市市政工程設計研究院.天津開發區現代服務產業區地下交通空間工程的設計圖表及說明[Z].2008.

[4]CJJ 37-90,城市道路設計規范[S].

[5]北京交通大學交通運輸智能技術與系統實驗室.平面信號交叉口交通仿真實驗指導手冊[M].2004,1-96.

[6]許有俊,張明,劉忻梅.基于VISSIM的城市快速路出口微觀仿真模型的建立[J].內蒙古科技大學學報,2008,27(4).

[7]杜文伏,周華,張志紅.基于城市道路路段微觀交通仿真模型參數標定研究——以Vissim為例[A].第十五屆海峽兩岸都市交通學術研討會[C].