拉薩市公交專用道條件設立研究

龔栩　崔素萍　陳波　張翔

摘 要：拉薩市作為全國著名的旅游城市，隨著旅客的增多，交通壓力也在與日俱增。交叉口作為城市道路的樞紐，改善交叉口的通行能力具有重要的意義。常見的改善方法為在交叉口口設立的公交專用道。但不是每個交叉口都能設立公交專用道，針對不同的交叉口，其車流量和公交車占比也不同，每個地區的公交專用道設立的指標和條件都不同。而本文便是以車流量飽和度和公交車占比為指標進行探究拉薩市公交專用道的設立標準，以江蘇路與藏大西路交叉口為例，具體方法為先計算該交叉口的通行能力，然后在不同的飽和度下，利用VISSIM軟件進行兩次仿真，分別是有公交專用道的仿真和無公交專用道的仿真。通過兩次仿真找到一個公交車占比閾值，該閾值為公交車專用道設立的指標。

關鍵詞：公交專用道 飽和度 公交車占比 通行能力 VISSIM仿真

1 引言

交叉口的通行壓力與日俱增，改善交叉口的通行能力刻不容緩。設立公交專用車道便是從平面上分離，即采用渠化交通。設立公交專用車道本意上是緩建交叉口壓力，也是在高峰期時段中保障城市內部道路通暢的底線措施。韓國首爾設立了中央公交專用道，位于道路的中央。韓國規定在單向3車道以上、公交車流量達到150輛/小時的路段設置中央公交專用車道；美國交通工程師協會規定公交車載客量至少應較該道路所有其他車輛人數多50%才可以設立公交車專用道。每個地區的標準不同，本文則以飽和度和公交車占比為指標進行探究拉薩市公交車專用道設立條件。

2 交叉口通行能力分析

為計算該交叉口的通行能力，首先要選定計算通行能力的方法，一般計算通行能力的方法為美國的飽和流率模型計算法和我國的停車線法。前者是先選用理想飽和流量，再定量分析各種影響因素的校正系數，涉及的因素較多，不適用于普遍情況。后者是以停車線作為控制斷面，逐個路口、逐條車道計算，然后匯總求得交叉口總的通行能力。該方法必須要先確定各相位時間和信號周期，且信號周期必須小于等于180秒。該方法適用于普遍情況。

根據現場調查，該交叉口信號周期為150s，且該信號燈各相位如下：

（1）直行車道通行能力。

（1）

式中Cs為直行車道通行能力（pcu/h）；T為信號周期（s）；tg為一個信號周期內的有效綠燈時間（s），t1為色燈變為綠燈后第一輛車啟動并通過停車線的時間（s）；tis為直行車輛過停車線的最小車頭間距（s）；φ為折減系數，每個信號周期通過車流的不完全連續性及行人和非機動車的干擾的綜合折減系數。

（2）右轉車道通行能力。

Cr=3600/tr （2）

式中Cr為右轉車道通行能力（pcu/h）；tr為前后兩右轉車輛駛過停車線斷面的時間間隔（s）。

（3）左轉車道通行能力。

設有左轉專有相位時，左轉車道通行能力為：

（3）

式中CL為左轉車道通行能力（pcu/h）；T為信號周期（s）；tL為一個信號周期內左轉時間（s）；vL為左轉車輛通過停車線的速度（m/s）；t0為左轉車輛通過交叉口的平均車頭時距。

（4）直右車道通行能力。

Csr=Cs （4）

式中Csr為直右車道通行能力（pcu/h）。

（5）直左車道通行能力。

Csl=Cs（1-βl/2） （5）

式中Csl為直左車道通行能力（pcu/h）；βl為左轉車輛所占比例。

（6）左直右車道通行能力。

Cslr=Csl[1] （6）

利用停車線法通過式（1）至式（6）計算通行能力，結果如下：

東進口：1304pcu/h 西進口：1011pcu/h 北進口：888pcu/h 南進口：698pcu/h

3 基于不同飽和度下進行有無公交專用道的兩次仿真

本文以拉薩市藏大西路與江蘇路交叉口為具體例子，利用VISSIM進行路網構建，靜態車輛路徑決策，數據輸入（車流占比，路徑決策期望，各方向流量，車流構成，期望速度分布，信號控制機），設置數據采集點。

可利用靜態車輛路徑決策的車輛類別的限制條件進行有無公交專用道的兩次仿真。如當無公交專用道時，每條進口道的靜態路徑對象為所有車輛。當有公交專用道時，重新設立一條僅供公交車行駛的靜態路徑決策，該路徑便為公交專用道。

拉薩市藏大西路與江蘇路交叉口東西向為拉薩市區主干道，南北向為次干道。進過現場早高峰實地調查，發現主干道公交車在車流中的占比大致是次干道公交車在車流中的占比的3倍。故仿真時數據輸入主干道公交車占比：次干道公交車占比為3：1。但因為南進口機動車道為雙車道，故不考慮南進口公交專用道設立問題。

本文通過仿真尋找設立公交專用道的公交車占比閾值，先仿真主干道和次干道公交車占比3%和1%，再仿真主干道和次干道公交車占比6%和2%。通過這兩次的仿真數據確定公交車占比閾值的大概范圍。然后在公交車占比閾值大概范圍內進行多次仿真，直到兩次仿真流量數據大致相等，那么該次的公交車占比數據就為閾值，具體仿真如下：

3.1 當飽和率為100%時

（1）當主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時。

從圖3和圖4的車輛流量分析可得，公交車占比為3%和1%時，設立公交專用車道后，東西進口流量與沒設立公交專用道相差無幾，所以設立公交車專用道對交叉口通行能力沒有改善作用。

（2）當主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時。

當仿真圖5時的數據時，VISSIM軟件報錯，內容為：error：西進口車輛輸入無法完整地完成（剩余23輛）。

當仿真圖6時的數據時，VISSIM軟件報錯，內容為：error：西進口車輛輸入無法完整地完成（剩余14輛）。

當西進口算上沒有完成的車輛輸入時，東西進口主干道設立公交車專用道前后通行能力略有改善，說明東西進口主干道設立公交車專用道公交車占比閾值小于6%。重新仿真后東進口道公交車占比閾值為4.5%（無公交專用道東進口流量為93，有公交專用道東進口流量為97），西進口道公交車占比閾值為3.9%（無公交專用道西進口流量為137，有公交專用道西進口流量為138）而次干道設立公交車專用道前后流量無變化，說明其閾值遠大于2%，考慮到現實情況，次干道不用設立公交專用道（后面幾次仿真都是一樣的原因，所以不用分析南北向次干道，后文便不多贅述）。

3.2 當飽和率為90%時

（1）當主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時。

從圖7和圖8的車輛流量分析可得，當公交車占比為3%和1%時，設立公交專用道前后通行能力沒有得到改善，所以不宜設立公交車專用道。

（2）當主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時。

分析圖9和圖10的車輛流量，發現東進口設立公交專用道前后通行能力改善巨大，說明東進口設立公交車專用道公交車占比閾值小于6%，大于3%，經過重新仿真得到其閾值為3.2%（無公交專用道東進口流量為137，有公交專用道東進口流量為140）。西進口設立公交專用道前后通行能力沒有得到改善，說明其閾值大于6%，經過重新仿真得到其閾值為6.3%（無公交專用道西進口流量為85，有公交專用道西進口流量為88）。

3.3 當飽和率為80%時

（1）當主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時。

分析圖11和圖12的車輛流量分析可得，除東進口外，其他進口在設立公交專用道前后通行能力沒有得到改善，所以當公交車占比為3%和1%時，東進口設立公交專用道公交車占比閾值為3%，西進口閾值大于3%。

（2）當主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時。

分析圖13和圖14的車輛流量分析可得，設立公交專用道后，東西向主干道通行能力得到了極大的改善，說明設立公交專用道的公交車占比閾值小于6%，大于3%，經過重新仿真后西進口公交車占比閾值為3.6%（無公交專用道西進口流量為77，有公交專用道西進口流量為80）

3.4 當飽和率為70%時

（1）當主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時。

分析圖15和圖16的車輛流量分析可得，東進口通行能力沒有得到改善，其設立公交專用道的公交車占比閾值大于3%。而西進口兩次有無公交專用道的設置流量一模一樣，說明西進口設立公交專用道的公交車占比閾值剛好為3%。

（2）當主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時。

分析圖17和圖18的車輛流量分析可得，東進口通行能力改善巨大，說明東進口設立公交專用道的公交車占比閾值小于6%，大于3%。經過重新仿真后東進口公交車占比閾值為3.5%（無公交專用道東進口流量為94，有公交專用道東進口流量為99）。

當飽和度低于70%時，交叉口通行壓力不大，不用設立公交專用道去改善通行能力。

4 結語

本文先是通過停車線法計算拉薩市江蘇路與藏大西路交叉口各進口道的通行能力，利用其通行能力數據研究不同飽和度下設立公交專用道的公交車占比閾值，通過有無公交專用道的兩次仿真數據進行對比分析，最后得到結果如下表1。

基金項目：西藏大學大學生國家級創新訓練項目，項目編號：202210694013。

參考文獻：

[1]張云顏，黃煒，李文權.信號交叉口通行能力擴展[J].解放軍理工大學學報（自然科學版）1009-3443-（2004）05-0079-04：80-81.