基于VISSIM 仿真的潮汐車道設置研究

魏超

[濟南市市政工程設計研究院（集團）有限責任公司合肥設計院，安徽合肥230601]

0 引言

近年來，各大中城市因職住分離引發的潮汐交通現象愈發明顯，一側是道路嚴重擁堵、另一側是車輛較少，道路資源空置，潮汐交通不僅帶來了嚴重的交通擁堵，更是給有限的道路資源帶來了大量浪費，因此，在增強道路供給的同時，如何最大化利用、分配、盤活有限的道路資源，已成為緩解道路擁堵、降低出行成本的重要手段。因此，針對潮汐交通的產生原因，結合不同的道路交通條件，合理設置潮汐車道，已成為緩解交通擁堵的重要手段，以合肥市望江西路為例，深入分析其潮汐交通的成因，根據現狀道路資源條件，科學合理設置潮汐車道方案，并利用VISSIM 仿真進行指標評價，對比仿真前后道路交通的改善情況，論證其設置潮汐車道方案的可行性，從而提出緩解交通擁堵的有效措施，為下一步在各大中城市進行廣泛推廣應用提供可借鑒案例。

1 潮汐車道及設置條件

1.1 基本概念

由于交通流的潮汐特性，一個方向交通量大、道路擁堵嚴重，另一個方向交通量小、道路資源空置浪費，交通量大的方向通過借用對向交通量小的車道來分擔交通壓力，即在不同時間段，車輛行駛方向可根據交通管理的需要進行車道變化，從而合理利用道路資源，緩解交通擁堵，對解決在時間分布上不均勻的交通供需矛盾有較好的效果。

1.2 設置條件

1.2.1 機動車車道數應為雙向3 車道以上。

1.2.2 重交通流方向在使用潮汐車道，輕交通流方向在去掉潮汐車道后，通行能力應能滿足各自交通需求。

1.2.3 重交通流的流量方向分布系數k＞2/3，其中，k 為方向交通流的分布系數，為不同方向斷面流量。

1.3 國內應用現狀

隨著我國大城市交通擁堵的日益加劇，潮汐車道已經在一二線城市進行了廣泛應用。杭州市結合鐘擺式、向心狀潮汐交通的特征在曙光路、保俶路試點潮汐車道組織，采用2 個車道的潮汐車道和磁吸式道釘隔離的全新交通設施，靈活調節路段和路口上的潮汐車道分配，相繼共設置了20 條潮汐車道；濟南市在旅游路中段用“拉鏈車”開辟晚高峰(17∶00～19∶00)潮汐車道，非潮汐時間段，道路維持單向3 車道，水馬隔離墩放置于道路中間雙黃實線內；晚高峰開始前和結束后的半小時里“拉鏈車”上路作業，將水馬隔離墩由中央雙黃線之間向南移動一個車道，東向西方向變為4 車道，西向東變為2 車道。此外，在北京、深圳、武漢、蘭州、東莞等多個一二線城市也相繼設置了潮汐車道[1]。

1.4 運行過程

在潮汐車道起點處設置龍門架，上面設置指示標志及交通信息誘導屏，過往車輛按照誘導屏指示信息進行選擇車道。交通信息誘導屏信息轉換分三個階段：第一階段，出現屏閃，提示駕駛員要進行車道轉換；第二階段，清空期，潮汐車道上方的誘導屏兩面均變為紅色的禁入標志，并持續2min 以上，此時仍位于潮汐車道上的車輛需要盡快駛離，未駛入潮汐車道的車輛禁止駛入；第三階段，轉換為正常狀態，駕駛員按照誘導屏指示信息選擇車道。兩個龍門架上的誘導屏變化同步進行[2]。

2 望江西路現狀分析

望江西路為連接合肥市高新區與主城區的一條重要的東西向主干道，高新區為合肥唯一的國家級高新技術開發區，園區內企業密集，提供了數十萬個就業崗位，但是居住用地稍顯不足，早高峰期間大量員工自東向西由主城區前往高新區上班，晚高峰自西向東由高新區返回主城區。楓林路是連接長江西路與望江西路的關鍵道路，也是望江西路擁堵的關鍵節點。現狀車道為雙向八車道，雖然在交叉口均進行了交叉口渠化拓寬，但是由于交通量大，交叉口排隊長度已延伸至路段中間，早晚高峰期間重交通方向排隊已由點狀擁堵變成長線式擁堵[3]。通過交通調查，望江西路（浮山路-楓林路）段早高峰時，由東向西交通量2843（puc/h），由西向東交通量1013（puc/h），重交通方向系數K=0.74；晚高峰由西向東交通量2134（puc/h），由東向西交通量863（puc/h），重交通方向系數K=0.71，且楓林路東進口左轉交通量少、浮山路東進口左轉交通量大，且沿線開口較少，潮汐車道設置條件較好（見表1）。

表1 現狀交通運行狀況表

3 望江西路潮汐車道改造方案

早高峰期間，路段南北半幅車道數由南4 北4 變為南3 北5；楓林路東進口禁左，原左轉車道變為直行車道并進入潮汐車道，在下個路口即浮山路交口左轉駛出潮汐車道。晚高峰期間，路段南北半幅車道數由南4 北4 變為南5 北3；浮山路西進口禁左，原左轉車道變為直行車道并進入潮汐車道，在下個路口即楓林路交口左轉駛出潮汐車道。在交叉口處同步設置門架式可變信息標志板，在高峰期和平峰期分別顯示不同的車道信息，指引駕駛員駛入正確的車道[4]（見圖1）。

4 仿真驗證

利用VISSIM4.3 對望江西路早晚高峰的潮汐車道方案進行仿真。其中，數據采集周期為10min，早高峰取6∶00-8∶00，晚高峰取18∶00-20∶00，以平均行車車速、平均排隊長度、平均每車延誤為評價指標。根據望江西路潮汐車道改造方案，導入至VISSIM4.3 軟件中建立仿真模型，輸入早晚高峰交通量后仿真運行，得出仿真結果如下：

表2 平均行車車速對比表（單位：km/h）

表3 平均排隊長度對比表（單位：m）

表4 平均每車延誤對比表（單位：s）

通過仿真結果對比可以得出，設置潮汐車道后，早高峰時，望江西路東向西方向通行能力和行車速度均有提升，延誤水平和平均排隊長度有效降低，同時西向東方向雖然延誤水平、排隊長度、行車速度有所增加，但仍滿足其交通需求；晚高峰時，西向東方向通行能力和行車速度均有提升，延誤水平和平均排隊長度有效降低，同時東向西方向雖然延誤水平、排隊長度、行車速度有所增加，但仍滿足其交通需求，因此通過設置潮汐車道，可以有效緩解望江西路早晚高峰的潮汐擁堵情況[5]。

5 結語

本文在當前大中城市交通擁堵現象嚴重的情況下，從潮汐交通特性入手，并以合肥市望江西路為例，通過VISSIM 仿真分析，從平均行車車速、平均排隊長度、平均每車延誤三個方面進行對比，得出設置潮汐車道后重交通方向擁堵情況顯著改善，輕交通方向交通需求依然可以得到滿足，從而驗證了設置潮汐車道對于最大化利用、分配、盤活有限的道路資源，從而緩解道路擁堵、降低出行成本具有重要意義。