城市道路交叉口仿真評價及優化配時

黃少澤　趙寧

摘 要：交叉口上的交通流量會隨著具體情況的不同而相應地發生變化。對于一個已經設置好配時方案的交叉口，原先的信號配時就可能不再適合現在發生變化后的交叉口，這就會導致交通擁堵。以壽縣古城十字交叉口為對象，調查交叉口的交通流量、延誤和信號配時，并利用交通流理論分析交叉口交通流量，采用VISSIM軟件對其進行模擬仿真，找出擁堵路口，然后對其進行配時優化，再對優化后的配時方案進行仿真評價。實驗證明，交通流被合理分配，交通擁堵得到消除。

關鍵詞：信號配時；交通流量；延誤；VISSIM

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）04-00-02

0 引 言

交叉口是城市道路網絡的重要組成部分，是道路網絡的節點所在，也是城市道路的“瓶頸點”[1-3]。行經交叉口的車輛及行人都會在交叉口處匯集，形成各種沖突點，因此常發生交通擁擠和交通事故。單點交叉口交通信號控制占城市交叉口的絕大部分，達90%以上[3，4]。因此，合理、有效地管理好單點交叉口的交通問題，是解決城市交通問題的關鍵。針對壽縣古城十字交叉口定時信號配時優化進行了深入的研究，古城內的交通狀況有其自己的特點，城內一般重型車數量很少，而且行人較多。

1 交叉口交通狀況調查

1.1 交通量調查

交通量是指在指定時間內通過道路某點的車輛或行人數量，調查的對象包括行人、機動車和非機動車。調查平面交叉口的交通量，獲取交通量的實際情況，從而準確地評價出交叉口的運行效能，進一步提出交通管理控制的優化方案。

采用人工調查的方法對壽縣古城十字交叉口交通量進行了觀測，將交通流按車種和流向進行分流，觀測點定為道路入口的停車線處，在次斷面上統計交通量，由1人統一計時，數人同時計數。為直觀方便地分析交通量，將調查所得的數據列表整理后畫出折線圖，依據交通工程理論分析了該路口的通行能力。

1.2 交叉口延誤調查

交叉口延誤是評價交叉口服務水平的重要指標，延誤是指由于各種因素而引起的通行時間損失，包括控制延誤、固定延誤、停車延誤、排隊延誤、引道延誤和行駛延誤。在交叉口的某個入口引道安排1人報時，2～3人觀測，1人記錄。報時員按預先設定的15 s的間隔來報時，報時間隔可由具體情況設定，觀察員統計停在停車線之后的車輛數量，統計員記錄。分開統計每分內停駛車輛和非停駛車輛。要注意錯開調查開始時間和信號周期開始時間。

2 交叉口流量分析及評價

2.1 交叉口流量分析

根據調查數據，交通高峰期為上午10點到11點和下午18點到19點，該交叉口的南進口（南大街）作為城區出入干道，交通流量在交叉口各進口中為最大。

實地調查數據計算得該十字交叉口的停駛車平均延誤比較長，停駛百分比為67%，由測得的數據就可得出該交叉口的交通處于擁堵狀態，和調查員所觀測到的情況相同。該路段的通行能力明顯不足，在道路改造與重新設計、規劃時應重點考慮道路容量，提高道路的通行能力。

3 交叉口仿真分析及優化

基于德國PTV公司開發的微觀交通流仿真軟件VISSIM，對該交叉口調查的數據進行仿真，仿真結果與調查分析的結果進行比較。交叉口仿真現狀如圖1所示。

結合圖1和表2中的數據均可得出南進口的排隊長度較長，而且由表2中可看到，南進口的行程時間較長，這說明南進口的交通狀況擁堵比較嚴重，與實際情況相符。南大街是繁華的商業區，車流量比較多，也比較擁堵。從表2中可以看出，南進口的左轉平均行程時間很長，其左轉的車輛也相應的較多，對于這種左轉車輛較多的路口可以采用三相知，即增加左轉相位來改善交通狀況。

根據交叉口的交通流特性，在主要考察交叉口的通行能力與延誤這兩個因素的基礎上，重新設計配時方案來滿足交通的需求。在交叉口應用新的配時方案，并對改善后的交通狀況進行仿真分析，得到改善后的仿真結果，與原來的結果相比較，結果見表3。

4 結 語

經改善后，交通狀況明顯得到改善，南進口的排隊長度明顯減小，改善前后的排隊長度相差還是比較大的，但是其他進口的排隊長度變化并不大，這說明優化后的方案是可行的。從仿真的結果比較來看，原南進口的交通量被其他進口分擔，因此降低了南進口的交通壓力，改善了交通環境。

參考文獻

[1] 商蕾，高孝洪，蔣漢平. 城市微觀交通模型建模及仿真實現[J]. 武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2003，27（4）：499-502.

[2] 鄧文，彭愚 . 基于信號優化與VISSM仿真的交叉口優化方法研究 [J]. 交通標準化， 2007，2（3）：161-164.

[3] 王秋平，譚學龍，張生瑞.城市單點交叉口信號配時優化[J].交通運輸工程學報，2006， 6（2） ：60-64.

[4] 王京元.信號交叉口時空資源綜合優化使用方法研究[D].南京：東南大學，2006.