VISSIM 在地鐵施工期間交通導行方案評價中的應用

康擁政， 常愛新， 劉元美 KANG Yong-zheng, CHANG Ai-xin, LIU Yuan-mei

（石家莊鐵道大學 交通運輸學院， 河北 石家莊050043）

(School of Traffic and Transportation, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China)

0 引 言

隨著國家大力發展綠色交通、 公共交通， 全國大部分省會城市開始了地鐵的修建； 地鐵建成后對城市交通壓力的改善起到很大的作用， 但是地鐵的建設期卻是城市交通的黑暗期。 因此地鐵建設期間的交通導行措施和方案的好壞， 是極為重要的， 這將直接影響到人們出行的質量。 獲得滿意的交通導行方案和措施需要用專業的仿真軟件VISSIM 來對地鐵施工期間交通導行方案和措施的效果進行模擬， 發現不足， 進行改進， 直到獲得滿意的結果。

本文以石家莊市地鐵1 號線和2 號線的換乘站北人車站為例， 在道路交通現狀和交通量調查的基礎上優化交通圍擋和導行方案， 然后運用仿真軟件VISSIM 進行仿真， 通過重要參數與原設計方案進行對比， 實現方案和措施的最優化， 為后期地鐵施工期間的交通圍擋、 導行方案的評價提供參考依據。

1 VISSIM 仿真軟件在北人站方案評價中的應用

1.1 石家莊北人站交通現狀

北人車站位于石家莊市中山東路和建設大街交叉口處， 為1、 2 號線同期實施換乘車站， 呈L 型布置。 車站由1 號線車站、2 號線車站、 商業開發區三部分組成。 北人車站所在道路東西向中山東路、 南北向建設大街均為規劃紅線寬度55 米、 雙向8車道的主干道， 兩條道路地處城市中心地帶， 交通擁堵， 周邊建筑眾多， 車流量大。

北人站的施工給中山東路和建設大街的交叉口交通帶來了很大的影響， 現有導行方案存在很大的缺點： 進口道太窄， 忽然由三車道變成兩個車道的寬度， 甚至更窄， 形成瓶頸的形狀， 導致車輛擁堵； 信號配時周期為180 秒， 周期太長， 駕駛員在等待紅燈時容易產生煩躁的情緒。 這些缺點造成該交叉口的交通秩序混亂、 交通擁堵嚴重， 治理該交叉口交通勢在必行。

北人站施工期間交通圍擋現狀如圖1 所示， 藍色區域為圍擋區域， 車流方向如紅色箭頭所指方向。

1.2 北人站交通調查

為了讓改進的交通圍擋方案和導行措施更加符合現有道路交通量的需求， 特進行北人站的交通量調查， 在北人站的交通量調查中將車輛分類為客車和公交車， 調查方法為攝像法， 調查時間選在交通高峰小時段進行， 北人站交通量如表1 所示：

表1 高峰小時交通量 單位： 輛/h

北人站的交叉口高峰時段的信號燈為兩相位信號燈， 周期時長為180 秒， 相位配時方案如表2 所示：

表2 北人站交叉口高峰時段信號配時表 單位： s

1.3 VISSIM 對北人站交通現狀進行仿真

1.3.1 VISSIM 應用步驟

將以上調查所得的交通量和實際測得的信號周期時長等數據輸入VISSIM 仿真軟件對北人站交叉口交通現狀進行仿真即可得到該交叉口的仿真值。 具體步驟如下：

（1） 打開軟件， 在VISSIM 界面中點擊道路按鈕， 按照道路的數據信息畫出各條道路， 并設置好道路的各項參數；

（2） 點擊車輛輸入按鈕， 將調查到的車輛信息輸入VISSIM 中， 本次調查將車輛分為客車和公交車， 故應將車輛類型設置為客車和公交車， 在工具欄中選擇基礎數據——車輛類型， 選擇car 和bus；

（3） 點擊信號燈按鈕， 設置信號燈， 同時在工具欄中選擇信號控制——編輯信號控制機， 輸入信號周期及相位的信息；

（4） 在工具欄中選擇基礎數據——分布——期望車速， 對車輛的速度范圍進行設定， 采用雷達測速儀對交叉口的測速隨機調查了十幾輛， 發現車速的范圍均在20～40km/h 內， 故VISSIM 仿真參數設置中將速度設置在20～40km/h 內；

（5） 分別點擊數據檢測點和節點， 在道路和交叉口設置檢測點， 方便檢測各種數據；

（6） 在工具欄中選擇評價——文件， 對各個需要檢測的數據參數進行設置；

（7） 點擊工具欄上的仿真按鈕， 對北人站交叉口交通狀況進行仿真， 仿真效果圖如圖2。

1.3.2 仿真結果對比

VISSIM 仿真信息的輸出是以記事本的形式輸出的， 在這里整理成表格的形式， 各數據如下所示：車輛在北人站交叉口的延誤數據如表3 所示：

車輛在北人站交叉口平均排隊長度如表4 所示：

由表3、 表4 可以看出VISSIM 的仿真精度是很高的， 可以滿足地鐵施工期間交通導行方案評價的精確度要求， 可以比較真實的模擬地鐵施工的環境和交通要求。

2 北人站交叉口交通導行優化方案

2.1 優化方案的提出

在原方案的基礎上結合交通調查提出如下優化方案：

（1） 禁止左轉： 在北人站交叉口四個進口道設置禁止車輛左轉的標志， 可減少交叉口車輛擁堵混亂的現象。

（2） 車輛分流： 根據非平衡分配方法中的最短路方法和多路徑—容量限制分配方法及對各個路段交通量的調查數據， 各條道路的路網寬度和通行能力， 對建設大街和中山路上的車輛進行交通分流， 為減少車輛行駛沖突， 建設南大街的三條車道中應單獨留出一條車道供中山路右轉車輛行駛。分流結果如下：

建設大街北向南方向： 和平路150， 園明路75， 正東路75； 建設大街南向北方向： 裕華路100， 范西路50； 中山路東向西方向： 體育大街150， 育才街75， 廣安大街75，春園街75； 中山路西向東： 平安大街100， 休門街75， 休門街禁止停車， 盡量減少直行通過的車輛， 可在平安大街交叉口、 休門街交叉口懸掛警示標牌。

車輛在各道路上的分流情況如圖3 所示：

分流方案的實施：

分流時可以通過信號配時來控制， 如建設大街北向南方向的分流， 可以通過調節在建設大街與和平路、 健康路、 園明路、正東路交叉口的信號配時達到目的， 減少這些交叉口的綠燈時間， 增加紅燈時間， 同時在信號燈旁邊設置前方施工、 車輛繞行等提醒標志。

（3） 優化信號配時： 在原信號配時基礎上進行信號配時的優化， 優化后的信號配時如下表5 所示：

表5 優化方案信號配時表 單位： s

2.2 優化方案適用性的仿真

將調查數據和分流后的數據分別輸入VISSIM 仿真軟件中， 進行仿真， 得到延誤和平均排隊長度的數據如表6、 表7 所示：

表6 各方案交叉口延誤 單位： s

表7 各方案交叉口平均排除長度 單位：m

2.3 優化方案評價

信號交叉口交通服務水平如表8 所示， 優化方案的評價可根據此表來確定。

表8 信號控制交叉口服務水平評價指標

由表8 信號交叉口服務水平評價指標可以看出： 在交通延誤方面， 未優化以前北人站交叉口的服務水平是最低的， 三個方向的延誤均超過60s， 優化后各個交叉口的服務水平均已提高到我國信號交叉口服務水平評價指標的C 級， 交叉口的延誤和平均排隊長度均有不同程度改善， 其中交叉口的延誤減少到40s 左右。 因此， 此優化方案已達到駕駛員和乘客可以接受的服務水平， 優化方案適用于北人站交叉口的交通改善。

3 小 結

VISSIM 交通微觀仿真軟件可以很精確、 直觀地模擬出一些道路的特有特征和路況條件， 在施工期間交通導行方案的評價中起著很重要的作用， VISSIM 軟件中的很多參數都可以很直觀準確的評價一個交通導行方案的好壞。 同時從本文中還可以看出交叉口信號配時的重要性， 一個好的信號配時對減輕交通擁堵起到的作用是很大的； 而且交通的疏導是一個綜合性的疏導，要從多方面來入手進行疏導。

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