Vissim交通仿真軟件在地鐵施工交通影響分析中的應(yīng)用

林曉輝 LIN Xiao-hui

（1.廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510650；2.華南理工大學(xué)，廣東 廣州 510641）

為緩解城市機動車的交通壓力，提高城市居民出行的生活質(zhì)量，我國各大城市均以不同的速度大力發(fā)展城市軌道交通。然而，地鐵的施工會對城市交通產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。地鐵站點施工占用大量道路資源，施工區(qū)域多在城市中心交通繁忙區(qū)，建設(shè)周期長，施工期間主城區(qū)將面臨嚴(yán)峻的考驗[1]。如何處理地鐵站點施工與城市道路交通矛盾逐漸成為城市交通規(guī)劃與管理中亟待解決的問題之一。

本文在分析廣州6號線長湴地鐵站施工期間交通組織狀況調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用Vissim交通仿真軟件建立交通仿真模型，分析長湴地鐵站施工期間對周邊交通影響情況，并提出緩解交通擁堵的改善方案，并為后續(xù)地鐵施工制定交通組織方案提供參考。

1 基本思路

解決地鐵施工與城市道路交通矛盾的過程，實際上就是對施工期間不同交通疏解方案下道路交通進(jìn)行模擬仿真和預(yù)測，將仿真結(jié)果進(jìn)行比較，從而選取更加適用于實際情況的最優(yōu)方案。在這個過程中關(guān)鍵的技術(shù)問題有兩個： （1）交通的模擬和預(yù)測，即交通仿真軟件的選取； （2）建立一套客觀的評價體系，實現(xiàn)對不同情況下的交通狀況進(jìn)行分析和比較[2]。采用的交通仿真軟件應(yīng)該能對區(qū)域內(nèi)各種類型的路口進(jìn)行面的分析，能夠模擬具體的改建方案、車輛路徑等，并輸出具體的評價指標(biāo)，如車輛延誤時間、排隊長度、停車次數(shù)等。

本文以廣州6號線長湴地鐵站的施工工程為例，選取Vissim交通仿真軟件對地鐵長湴施工期間周邊的交通進(jìn)行模擬和預(yù)測，分別分析地鐵施工前、現(xiàn)有交通疏解方案、改善方案等三種情況下的車輛延誤時間、排隊長度、停車次數(shù)等評價指標(biāo)。

2 Vissim交通仿真軟件概述

Vissim交通仿真軟件[3-7]是一個離散的、隨機的、以0.1s為時間步長的微觀交通仿真模型。車輛的縱向運動采用了心理——生理跟車模型，橫向運動 （車道變換）采用了基于規(guī)則 （Rule-based）的算法。駕駛員行為模擬分為保守型和冒險型，車輛沿用用戶定義的或從Vissim輸人的數(shù)據(jù)移動。主要應(yīng)用于城市交通網(wǎng)絡(luò) （特別是交叉口）交通運行狀況仿真分析，它不但對公交車輛的組成及運行特點作了特別詳細(xì)的考慮，而且還在交通流組成中考慮了摩托車、自行車及行人等，能較真實地反映和重現(xiàn)實際交通狀況，為交通方案的優(yōu)化和評定提供依據(jù)，具有廣泛的實用價值。

3 交通數(shù)據(jù)調(diào)查分析

3.1 道路環(huán)境調(diào)查

長湴地鐵站為廣州地鐵6號線的起點站，位于天源路東升廠公交站附近。天源路原為雙向12車道，由于長湴地鐵施工占用大量道路資源，使得地鐵站附近路段變?yōu)殡p向6車道，使得該處經(jīng)常出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。本文選取上元崗公交站至東升廠公交站路段為研究對象，全長約為1 327米。具體道路情況如圖1所示。

圖1 上元崗站至東升廠站路段布局圖

3.2 交通量調(diào)查

依據(jù)上元崗站至東升廠站路段交通流特性，采用人工計數(shù)法對該路段早高峰 （8:00-9:00）的交通流量進(jìn)行調(diào)查。具體調(diào)查結(jié)果如表1、表2所示。

表1 上元崗?fù)鶘|升廠方向早高峰流量統(tǒng)計表單位：輛/h

表2 東升廠往上元崗方向早高峰流量統(tǒng)計表單位：輛/h

4 仿真分析

4.1 仿真建模

利用Vissim仿真軟件，對東升廠至上元崗路段的交通流進(jìn)行仿真所需要的條件包括道路條件和交通條件，其中道路條件包括車道數(shù)、車道寬度、車道長度、縱坡度和縱坡長等；交通條件包括交通組成、交通量、車輛基本性能等情況。

（1）道路條件依據(jù)東升廠至上元崗路段平面布局圖 （如圖1所示），長湴地鐵附近為雙向6車道，其他位置為雙向12車道，車道寬約3.25m，其他參數(shù)視具體情況設(shè)置。

（2）交通條件中的交通量依據(jù)實際調(diào)查的交通流數(shù)據(jù) （如表1、表2）。

（3）車輛的幾何尺寸選用Vissim軟件中2D或3D模型中的類似車型尺寸和速度根據(jù)連升路具體情況設(shè)置，如表3所示。

表3 車輛特性參數(shù)設(shè)置表 單位：m、km/h

依據(jù)東升廠至上元崗路段平面布局圖 （如圖1所示），在Vissim交通仿真軟件中分別建立地鐵施工前后的仿真模型，依據(jù)表3中的車輛特性設(shè)置模型中車輛的特性，并將表1、表2相關(guān)交通流量數(shù)據(jù)分別輸入到地鐵施工前后的模型中，最后得到該路段地鐵施工前后的交通仿真模型，如圖2、圖3所示。

4.2 仿真結(jié)果分析

對該路段地鐵施工前后的交通狀況分別進(jìn)行模擬仿真，得出各種交通信號控制指標(biāo)，經(jīng)整理得出該路段的仿真結(jié)果，如表4所示。

表4 東升廠至上元崗路段總體運行效果對比表

仿真結(jié)果表明：由于長湴地鐵站施工的影響，東升廠至上元崗路段的車輛延誤時間增加130%，停車次數(shù)增加95%，行程時間增加6.1%。

5 改善方案

由流量調(diào)查數(shù)據(jù)及仿真結(jié)果可知，由于長湴地鐵站的施工影響，該地段交通擁堵現(xiàn)象特別明顯。特別是由東升廠往上元崗方向，由于車流過大，在地鐵施工處道路通行能力不足，經(jīng)常出現(xiàn)車輛擁堵現(xiàn)象。鑒于此，本文提出將地鐵施工處的車道劃分由原來的每個方向各3車道更改為由東升廠往上元崗方向4車道、由上元崗?fù)鶘|升廠方向2車道。利用Vissim仿真軟件重新建模進(jìn)行仿真，并將仿真結(jié)果與現(xiàn)有疏解方案對比，如表5所示。

表5 東升廠至上元崗路段仿真結(jié)果對比表

仿真結(jié)果表明：改善方案使得東升廠至上元崗路段的交通流平均延誤時間降低18.7%，平均停車次數(shù)降低26.2%，行程時間降低4.8%，能夠有效地緩解長湴地鐵站施工處的交通擁堵現(xiàn)狀，提高了該路段的通行效率。

6 結(jié)束語

運用Vissim微觀交通仿真軟件，分析長湴地鐵施工對周邊交通環(huán)境的影響指標(biāo)，提出了緩解交通擁堵的改善方案，有效地提高道路的通行能力，減少了延誤時間，改善道路的服務(wù)水平，并為后續(xù)地鐵施工制定交通組織方案提供參考。

[1] 王燕，孫曲輝.地鐵施工期間道路交通組織與管理方法探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2007(8):23-24.

[2] 黃立葵，劉靚,等.地鐵施工期間交通疏解問題研究[J].交通與計算機，2005,23(1):43-46.

[3] 羅美清，雋志才.Vissim在交叉口交通設(shè)計與運行分析中的應(yīng)用[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報 （交通科學(xué)與工程版），2004,28(2):232-235.

[4]秦雅琴，熊堅.基于VISSIM仿真系統(tǒng)的城市路網(wǎng)評價——以昆明城市路網(wǎng)整治為例[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報 （理工版），2006,31(6):87-89.

[5] 楊佩昆，吳兵.交通管理與控制[M].2版.北京：人民交通出版社，2003:89-121.

[6] 林曉輝，徐建閩，盧凱.各進(jìn)口單獨放行條件下的雙向綠波設(shè)計方法研究[J].交通與計算機，2007,25(5):8-12.

[7] 冷軍強，冷雨泉,等.基于VISSIM仿真的交叉口遠(yuǎn)引式左轉(zhuǎn)掉頭位置的研究[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報 （理工版），2009(3):56-59.