基于VISSIM仿真的城市更新項目交通咨詢研究

賴 旭，霍建州，李方衛

基于VISSIM仿真的城市更新項目交通咨詢研究

賴 旭，霍建州，李方衛

（深圳市城市交通規劃設計研究中心股份有限公司，深圳 518000）

在土地資源緊約束的大背景下, 土地發展模式由增量擴張向存量優化轉變, 城市更新成為城市發展的主要方式。城市更新項目通常只注意提高用地開發強度, 缺乏對片區交通的整體統籌考慮, 當片區存在多個城市更新項目時, 會對交通體系造成強有力的沖擊。論文通過引入VISSIM微觀交通仿真軟件, 直觀展示片區道路交通運行效果, 輸出交叉口評價指標, 評價城市更新項目對于片區交通的影響, 提出交通改善措施, 實現城市更新與城市交通的協調發展。最后, 以深圳市南山區沿山路片區城市更新項目為例進行說明。

城市更新; 交通體系; 交通仿真; 交通改善

0 引 言

城市更新是在當前城市土地資源供需矛盾日益凸顯的情況下，建設宜居現代化城市的必要要求[1]，它與城市交通是城市空間結構形成的兩種主導因素，兩者相輔相成、相互作用。城市更新利用空間結構是城市交通系統空間布局的基礎，決定城市路網結構、路網容量等，同時城市交通系統又引導或制約城市更新土地利用發展方向、強化城市空間結構[2]。

國內已有眾多學者對城市更新和城市交通的關系進行了研究，儲薇薇[3]、謝巍等[4]人分別從城市更新與交通微循環、城市更新規模與交通系統容量約束的角度闡述了城市更新與城市交通協調發展的重要性，而熊璐[5]、姚早興[6]等人分別以寧波江北核心區、深圳坪山區規劃實踐為例，提出了城市更新片區統籌規劃的新思路和新方法。陶希東[7]、郝玲等[8]人提出社會性城市更新的轉型策略、以能耗為指導的綠色城市更新策略以及結合TOD理論的城市更新方法。前面的研究主要集中于城市更新理論方面，未曾利用能夠直觀模擬現實交通運行狀況的VISSIM仿真軟件[9-10]。因此，本文通過引入VISSIM微觀交通仿真軟件，在構建城市更新項目與城市交通互動聯系的基礎上，通過VISSIM微觀交通仿真軟件評價城市更新項目對城市交通的影響，進而提出城市更新地塊及周邊路網的改善措施，實現城市更新與城市交通的協調發展。

1 基于VISSIM仿真的城市更新項目交通咨詢研究流程

VISSIM作為一種微觀交通仿真軟件，一方面可以直觀展示交通運行狀況并提供評價指標，核查城市更新開發容量；另一方面可以分析各種渠化設計及信號配時方案下道路及交叉口交通流運行狀況，指導城市更新地塊及周邊道路交通改善工作的開展。

基于VISSIM仿真的多個城市更新項目交通咨詢研究流程主要分為以下五個步驟，具體流程見圖1。

圖1 基于VISSIM仿真的多個城市更新項目交通咨詢研究流程

step1 開展交通需求預測。依據四階段法，以交通生成、交通方式劃分、交通量分配為理論基礎，對目標年統籌多個城市更新項目建成后交通量進行預測。

step2 建立VISSIM仿真評價模型。開展規劃路網渠化設計，導入VISSIM仿真軟件并輸入道路交通量，在流量流向輸入決策路徑，設置交叉口信號配時并對交叉口沖突點進行設定，運行仿真并輸出仿真視頻及指標評價表。

step3 提出交通改善措施。依據仿真運行情況和仿真評價指標，提出城市更新項目地塊和周邊路網交通改善措施，主要包括城市更新項目容積率調整、內部交通組織優化、出入口交通組織優化、周邊道路路段斷面優化、車道拓寬渠化設計、交叉口渠化設計和交叉口信號配時等。

step4 改善后評價。在提出交通改善措施的前提下，按照完整流程建立VISSIM仿真評價模型，再次運行仿真并輸出仿真視頻及指標評價表。

step5 結果分析。通過對比前后仿真輸出的評價指標，驗證多個城市更新項目對片區交通影響程度，以及實施改善方案以后交通承載力是否能夠支撐多個城市更新項目的開發，最終得出交通咨詢研究結論。

2 基于VISSIM仿真的道路交叉口評價方法

VISSIM仿真軟件能將道路、交叉口、信號燈相位配時、車輛車速等形象直觀地表達出來，同時能將研究范圍內交通流隨時間推移的運行狀況真實的重現，二維和三維的動態變化能清晰地發現方案的缺陷和不足，通過VISSIM仿真對方案進行評價，可以了解方案的可行性和有效性，及時對方案進行優化和調整。

路網的交通條件主要由路段及交叉口決定，包括路段和交叉口通行能力的全部影響因素。而交叉口是城市道路交通網絡中的瓶頸，單個交叉口的通行能力受到制約后，必然會對整個路網的交通造成影響，可以說交叉口的交通運行狀況直接決定了周邊路網的運行狀況。因此，本文主要對道路交叉口進行評價，路段運行狀況可以通過仿真輸出視頻直觀呈現。

2.1 仿真參數設定

根據道路網、交通組織方案、交叉口渠化方案、交通需求預測等建立交通仿真模型。仿真參數主要包括交通流量、車輛運行速度、交叉口相位配時、車輛路徑、車型比例等，具體參數設置如下：

2.1.1 交通流量

對研究范圍內現狀道路交通流量進行全面細致的調查，在上層次城市規劃和交通規劃的解讀基礎上，結合市域交通模型和片區中交通模型合理確定規劃年片區道路交通流量。

2.1.2 運行速度

在仿真時考慮各條道路等級，依次設置合適車速。依據《城市道路工程設計規范》（2016年版）中規定各等級道路的設計速度應符合表1的內容，同時結合實際交通調查情況對運行車速進行校正。

表1 各級道路設計速度

續表1

道路等級設計速度/（km/h） 支路40 30 20

2.1.3 信號配時

根據交通調查情況，輸入交叉口信號配時方案，結合交通改善措施的實施，實時動態地調整交叉口信號配時方案。以深圳市某一交叉口為例進行說明，依據交叉口流量預測、交叉口渠化設計等分析結果，對信號配時方案進行優化，周期為170s，五相位放行，保證主要道路的通行能力，提高交叉口運行效率。信號配時方案如表2所示。

表2 交叉口信號配時方案

2.1.4 行駛路徑

基于對片區路網的理解以及片區與周邊道路之間的關系，合理設定車輛行駛路徑，同時考慮多個交叉口路徑有沖突，依次設置交叉口沖突點。

2.1.5 車型比列

對研究范圍內各條道路開展交通調查，統計各條道路的車型組成比例。同時對一些規 劃道路基于道路功能定位，合理預測車型比例構成。

2.2 評價指標選擇

依據全面性、科學性、可比性以及定量為主定性為輔的原則，結合項目周邊路網和交通運營特點以及VISSIM交通仿真軟件所提供的模型輸出交叉口評價指標，選取如表3所示評價指標。

表3 VISSIM交通仿真評價指標

3 案例分析

3.1 案例介紹

本次研究案例位于深圳市南山區沿山路片區，考慮研究案例與周邊道路的交通聯系是否緊密，劃定仿真范圍為沿山路、南海大道、工業五路和大南山圍合區域。該片區內共包括4處城市更新項目，分別是南水工業區城市更新、沿山路寶耀片區城市更新、沿山路工業區一期城市更新、沿山路工業區二期城市更新，如圖2所示。

圖2 沿山路片區城市更新項目分布示意圖

3.2 交通需求預測

參考《深圳市建設項目交通影響評價技術標準》出行率指標，同時結合城市更新項目業態分布及建筑可預測得到新增發生吸引量出行人次。參考深圳市、南山區及片區相關上層次城市規劃、產業規劃、交通規劃，同時綜合考慮片區軌道交通、常規公交、道路交通等重大交通設施布局規劃，可合理確定出符合片區實際情況的交通出行結構（見表4）。在此基礎上，可預測得到片區新增小汽車發生吸引量，如表5所示。

表4 交通方式劃分表

表5 城市更新地塊小汽車交通量預測結果

3.3 沿山路片區城市更新VISSIM交通仿真

根據對各條道路斷面形式、車道寬度和交叉口渠化情況進行調查，合理搭建研究范圍內的仿真路網，將仿真路網導入VISSIM仿真軟件。然后在VISSIM仿真軟件平臺中輸入交通流量，同時合理設定運行速度、信號配時、行駛路徑、車型比例等仿真參數。最后通過運行VISSIM仿真軟件，即可輸出交通仿真視頻及交叉口評價指標。

3.3.1 改善前評價

以規劃年交通需求預測作為前提輸入條件，規劃路網條件基本與現狀保持一致，南海大道為雙向4車道，沿山路、工業五路、工業七路等道路均為雙向2車道，路網條件通過VISSIM建模仿真，對規劃年城市更新項目交通影響進行評價，為降低VISSIM模型隨機性對交通仿真的影響，對模型進行多次仿真。通過VISSIM輸出的交通仿真視頻可知：南海大道、沿山路、工業五路、工業七路等道路較為擁堵，這主要是因為南海大道是對外銜接的通道，而沿山路片區主要通過工業五路、工業七路與南海大道進行轉換，沿山路是片區唯一南北貫通的通道。

沿山路片區已分布有一些居住區和工業區，加上四個城市更新項目同步推動，建筑開發總量激增，片區路網承載力有限。建議將南海大道拓寬為雙向6車道，沿山路、工業五路、工業七路拓寬為雙向4車道。在此基礎上，考慮規劃新增大南山隧道銜接南海大道的方案重新建模仿真，輸出的交通仿真評價指標如表6所示。

表6 改善前交通仿真評價指標匯總表

由交通仿真評價指標表可知：興工路—工業七路、南海大道—工業五路等交叉口服務水平較差，為E級；南海大道工業七路、沿山路—工業六路、南海大道—大南山隧道、沿山路—工業五路服務水平一般，為D級。建議對以上交叉口進行渠化拓寬改造以及信號配時優化。

3.3.2 改善后評價

在對重要道路及交叉口進行渠化拓寬以及信號配時優化之后，采用VISSIM仿真再次對規劃年城市更新項目交通影響進行評價。通過VISSIM輸出的交通仿真視頻可知：經過交通改善措施之后，片區路網承載力得到提升，交通運行狀況良好。考慮大南山隧道將南海大道與沿山路片區的工業六路隔斷，只能通過南海大道—工業五路和南海大道—工業七路進出，存在發生交通擁堵的風險，建議大南山隧道新增輔道銜接沿山路片區，增加南海大道進出沿山路片區的可選擇通道。在此基礎上重新建模仿真，輸出的交通仿真評價指標如表7所示。

由表7可知，在實施相關交通改善措施后，除南海大道—大南山隧道因西側增設輔道流量增加導致服務水平略有下降之外（但仍處于可接受的范圍），沿山路片區其余道路交叉口服務水平均得到明顯改善。

表7 改善后交通仿真評價指標匯總

3.3.3 交通仿真結果分析

通過VISSIM交通仿真可知：沿山路片區在實施城市更新后，對南海大道及沿山路沿線交叉口影響較大，南海大道及沿山路沿線交叉口整體服務水平為E級或D級，由于沿山路沿線交叉口均為無信控交叉口，且為雙向2車道，路段整體可控性較差，一旦擁堵很難疏散。在道路拓寬，大南山隧道新增輔道，交叉口渠化設計和信號配時優化之后，南海大道沿線交叉口整體服務水平降為C級或D級，沿山路沿線交叉口整體服務水平降為B級或C級，平均延誤和平均排隊長度較之前明顯降低，沿山路片區交通整體運行情況良好。說明在交通改善措施實施之后，改善了道路交通條件，增加了片區的路網容量，有效地降低了城市更新對沿山路片區道路交通的影響。

4 結 論

城市更新對于促進城市發展、提升居民生活品質有重要的推動作用，但需要城市交通作為城市更新的支撐，只有城市更新與城市交通協調發展，才能實現城市建設中復雜系統的和諧發展。因此，一方面需要在既定的交通規劃條件框架下通過VISSIM仿真軟件開展城市更新項目交通咨詢工作，依據評價結果提出合理的交通改善措施來避免城市更新對周邊交通系統產生顯著影響。另一方面站在片區整體統籌規劃角度合理地確定城市更新項目數量和規模也是城市更新的關鍵，無限制的城市更新將給片區帶來難以解決的交通壓力。在應用VISSIM仿真軟件開展城市更新交通咨詢研究工作過程中，應合理地設定交通流量、運行速度、信號配時、行駛路徑、車型比例等參數，真實還原實際運行狀況，確保評價結果的可靠性。

[1] 鄧堪強. 城市更新不同模式的可持續評價—— 以廣州為例[D]. 武漢: 華中科技大學, 2011.

[2] 吳志強, 李德華等. 城市規劃原理[M]北京: 中國建筑工業出版社，2013.

[3] 儲薇薇. 深圳市城市更新單元規劃中引入交通微循環的影響要素分析及策略初探[D]. 深圳: 深圳大學, 2017.

[4] 謝巍, 黃偉. 交通系統容量約束下的城市更新地區用地開發強度研究[J]. 交通與運輸: 學術版, 2017(1): 55-58.

[5] 熊璐, 王雨松. 舊城更新區的控規編制—— 以寧波江北核心區控規為例[J]. 城市規劃, 2010, 34(06): 89-92.

[6] 姚早興. 城市更新片區統籌規劃實踐—— 以深圳坪山為例[C]// 中國城市科學研究會、海南省規劃委員會、海口市人民政府2017城市發展與規劃論文集. 中國城市科學研究會、海南省規劃委員會、海口市人民政府: 北京邦蒂會務有限公司, 2017.

[7] 陶希東. 中國城市舊區改造模式轉型策略研究—— 從“經濟型舊區改造”走向“社會型城市更新”[J]. 城市發展研究, 2015, 22(4): 111-116, 124.

[8] 郝玲, 楊豪中, 何杰. TOD模式在城市舊區更新改造規劃中的探索[J]. 西安建筑科技大學學報: 自然科學版, 2012, 44(2): 277-282.

[9] 尹俊淞. 基于道路速度-排隊長度的VISSIM參數標定建模與算法[J]. 交通運輸工程與信息學報, 2019, 17(3): 144-151.

[10] 陳武興, 葉文亞, 王建邦, 等. VISSIM在城市道路交叉口拓寬改建設計中的應用[J]. 公路交通科技：應用技術版, 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

賴旭（1989—），男，漢族，湖南長沙人，碩士，工程師，主要研究方向：城市交通規劃，E-mail：568225417@qq.com

賴旭，霍建州，李方衛. 基于VISSIM仿真的城市更新項目交通咨詢研究[J]. 交通運輸工程與信息學報, 2020, 18（2）：125-131.

（責任編輯：劉娉婷）