基于VISSIM仿真技術(shù)的小區(qū)交通開放對周邊道路通行影響的探究

牟 蓉，任 義，竺嘉億，梁雪賓

（沈陽建筑大學(xué)信息學(xué)院，遼寧沈陽，110168）

基于VISSIM仿真技術(shù)的小區(qū)交通開放對周邊道路通行影響的探究

牟 蓉，任 義，竺嘉億，梁雪賓

（沈陽建筑大學(xué)信息學(xué)院，遼寧沈陽，110168）

主要研究居民小區(qū)交通開放后對道路通行能力的影響。基于模糊理論的車輛跟馳模型，利用VISSIM仿真軟件對不同類型小區(qū)周圍的道路交通與交叉路口的車輛通行情況進行仿真，分析了仿真獲得的數(shù)據(jù)，得出小區(qū)出口所對應(yīng)路段的理論通行能力。最后根據(jù)研究的成果，向相關(guān)部門提出合理化建議。

小區(qū)交通開放；模糊理論；VISSIM 仿真軟件

0 引言

目前我國城市封閉性小區(qū)的體系將會破壞城市部分道路的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃。但居民小區(qū)開放以后，會有很多成分受到影響，如小區(qū)周邊道路結(jié)構(gòu)、小區(qū)出入口以及公共交通服務(wù)水平[1]。因此，本文以周邊路對小區(qū)的影響、小區(qū)出入口影響、公共交通服務(wù)水平為主要討論方向，建立一個以路段飽和度、交叉口飽和度、出入口連接符合系數(shù)等五個因素為參考的評價體系，利用層次分析法得出小區(qū)是否應(yīng)該開放的評判依據(jù)；小區(qū)開放后，道路結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，分析駕駛員駕駛行為的改變，建立縱向的基于模糊理論的車輛跟馳模型；小區(qū)開放后對周邊道路交通的影響是方方面面的，因此應(yīng)采取多目標原則，對能影響到周邊道路的各個因素進行定量計算和定性分析。

(1)路段飽和度C1。指路段的通行能力和所有路段通行能力之和的比值。

(2)交叉口飽和度C2。指各個交叉口的通行能力與所有交叉口的通行能力之和的比值。

(3)出入口連接C3。在計算這個評價指標時，本文選取了四種情況下的連接形式，賦予相應(yīng)的分值，即：出入口與支路相連、出入口與城市次干路相連、出入口與城市主干路相連、出入口與城市快速路相連。

(4)出入口渠化C4。為了提高小區(qū)內(nèi)交通安全的水平，減少小區(qū)部分出入口的交通流對小區(qū)周圍道路的干擾程度，要對小區(qū)出入口進行渠化。

(5)公共交通高峰小時符合系數(shù)C5。采用原有線路高峰滿載率的平均值，加上高峰小時小區(qū)新增的公交出行人數(shù)，這兩個數(shù)的總和再與高峰小時公交供應(yīng)總量相比。

1 車輛跟馳模型建立與優(yōu)化

根據(jù)建立的車輛跟馳模型[2]，判斷和推理駕駛員在現(xiàn)有環(huán)境改變后未來邏輯階段。駕駛員的駕駛行為的改變，可以映射到整個小區(qū)的交通狀況里，進而探究周圍的道路受到的影響。如果Δx適當，那么每當Δx減少一個等級時，αi將會下降0.3m/ s2；如果Δx不適當，那么每當Δx增加一個等級，αi將上升0.3m/ s2。前車的制動勢必影響后車的駕駛行為，迫使后車剎車，以此推演下去，各個車的加速度都會改變。

研究過程中，有兩個因素會使模型與實際情況會有比較大的出入，一是假設(shè)這個模型可以把αi為 0.3m/ s2精確地求解出來；二是能夠從線性模型中可知Δx對車輛加速度的影響是比較小的。因此引入優(yōu)化模型，建立小區(qū)主干道上交通節(jié)點延誤與通行能力的模型。小區(qū)交通開放以后，其小區(qū)周圍的主干道將會受到非常大的影響，這個影響就能反映小區(qū)周圍道路通行的能力。

(1)進口道路延誤

在進口飽和度不大時，韋伯斯特公式就比較實用，即x= 0 ～0.67，小區(qū)附近各進口道路上每輛車延誤的平均時間。根據(jù)美國《道路通行能力手冊》上所建議公式，能比較全面的表示出飽和度為 x = 0 ～1.20的交叉口延誤，并且它也符合我國國內(nèi)不同交通道路情況的延誤分析要求。

(2)交叉路口信號燈的最佳周期

其中，Y為相同相位所有進口道飽和度中的較大者；L為每個周期的總損失時間。

(3)進口道實用通行能力

式中，β為飽和車頭時距；n為進口車道數(shù)（條）；r1、r2分別為自行車影響修正系數(shù)和車道寬度影響修正系數(shù)。

可以看出在主干道上的信號交叉口的通行能力、交通信號的時間和進口道路延誤三者之間都是相互制約的。

2 仿真實驗

對各小區(qū)開放前的路飽和度和車輛動態(tài)分布進行基礎(chǔ)調(diào)查之后，利用VISSIM軟件進行仿真實驗，得出各個小區(qū)開放后周圍的相關(guān)數(shù)據(jù)，使用優(yōu)化后的模型進行求解，得到不同小區(qū)開放前后的交通評價指標。

2.1 選擇小區(qū)

根據(jù)地圖，選定了兩個小區(qū)作為實驗對象，對實際地圖進行相應(yīng)的簡化。可知A小區(qū)四周全是次干道，有三個小區(qū)出口，相鄰有四個交叉口。B小區(qū)四周為兩條次干道、兩條支路，有四個小區(qū)出口，分別位于一條次干道和一條支路上，相鄰有四個交叉口。

2.2 結(jié)果分析

通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的仿真，可以了解到小區(qū)開放對不同類型小區(qū)周邊交通行能力的影響。通過觀察比較各小區(qū)開放與未開放的數(shù)據(jù)可以看出，當A小區(qū)開放時，對每一位駕駛員來說，盡管行駛的總距離增加了，但是所花費的總時間減少了，行程的延誤也有所下降，所以小區(qū)周圍的交通通行能力有所提高。同時可得出A小區(qū)開放后，城市交通具有顯著的影響，各個交叉路口車輛的行程延誤以及排隊長度也明顯降低。因此，A小區(qū)開放對周圍交通影響有正面效果。

表1 結(jié)果分析表

此外，小區(qū)出口所對應(yīng)的路段的理論通行能力與小區(qū)所處地理位置，會影響開放后的道路通行能力。

3 結(jié)語

隨著小區(qū)內(nèi)車流量增加，建議應(yīng)該設(shè)置限速標志，指定自行車和電動車的道路方向，盡量不與小車車道重合。在小區(qū)內(nèi)部多處安裝監(jiān)控儀器，并保證有專業(yè)化的保安在小區(qū)內(nèi)進行不定時巡視，在一些關(guān)鍵位置，如小區(qū)樓房，可以安裝密碼鎖。

[1]倪艷明.城市道路交通通告能力影響因素分析及研究[D].華南理工大學(xué),2012.

[2]孫赫.基于模糊控制的車輛跟馳模型研究[D].北京交通大學(xué),2013.

A Study on The Impact of Traffic Opening on The Surrounding Residential Area Road Based on VISSIM Simulation

Mu Rong，Ren Yi，Zhu Jiayi，Liang Xuebin
（Information and Control Engineering Faculty, Shenyang JianZhu University，Shenyang Liaoning，110168）

This paper mainly studies the impact of trafficafter the residential area is opened on road traffic capacity. Based on the Fuzzy Theory, the VISSIM simulation software is used to simulate the traffic situation of the road and the intersection around the different types of cells, then analyzing the simulation data and obtaining the theoretical capacity of the corresponding section of the district exit. Finally, according to the results of the study,proposing some reasonable advice to the relevant departments.

road traffic capacity; the Fuzzy Theory; VISSIM simulation software