劉 洋

（貴陽(yáng)市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，貴州貴陽(yáng) 550003）

VISSIM在城市道路交叉口的應(yīng)用

劉 洋

（貴陽(yáng)市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，貴州貴陽(yáng) 550003）

城市道路平面交叉口是道路系統(tǒng)中重要的組成部分，一旦交叉口發(fā)生堵塞，會(huì)影響交通的有效運(yùn)行。因此，如何提高交叉路口的通行能力對(duì)城市的交通有重要意義。以貴陽(yáng)市中山路公園路口，大十字，小十字交叉口為研究對(duì)象，借助VISSIM交通仿真軟件，調(diào)查其高峰時(shí)段的現(xiàn)狀交通量、信號(hào)配時(shí)方案，研究交叉口優(yōu)化配時(shí)方案，并對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明該方案能有效的減少車輛延誤，證實(shí)了VISSIM仿真軟件在城市道路交通組織管理評(píng)價(jià)上能達(dá)到良好的效果，為緩解目前城市交通擁堵提供有效的參考。

VISSIM；交叉口；方案評(píng)價(jià)

1 前 言

如今，我國(guó)的一些大城市的交通問(wèn)題日趨嚴(yán)重，每天的城市交通擁堵和環(huán)境的問(wèn)題，給城市的居民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)了巨大的影響。在當(dāng)前城市機(jī)動(dòng)化快速發(fā)展的時(shí)期，在市區(qū)道路和路網(wǎng)建設(shè)中，充分利用了先進(jìn)的智能交通技術(shù)（即大數(shù)據(jù)分析），來(lái)提高城市交通科學(xué)管理，確保城市交通暢通是城市交通管理重要課題。

在國(guó)外自20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了對(duì)道路交通流的研究，提出了各種有名的宏觀和微觀的交通流理論模型，如美國(guó)的TRANSIMS和TSIS、英國(guó)的FLOWSIM和PARAMICS、以及本文中所提的應(yīng)用德國(guó)的VISSIM等。這些計(jì)算機(jī)模擬模型已成為城市交通優(yōu)化、管理、系統(tǒng)評(píng)價(jià)和對(duì)各種智能交通系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)的主要手段。

目前采用先進(jìn)的VISSIM仿真系統(tǒng)對(duì)將要實(shí)施的方案進(jìn)行可行性研究，對(duì)于我們城市交通管理的組織和規(guī)劃無(wú)疑是一種技術(shù)上的進(jìn)步。由于道路交通的系統(tǒng)性，對(duì)于道路交通規(guī)劃或管理方案的實(shí)施效果難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，導(dǎo)致在實(shí)施后才會(huì)發(fā)現(xiàn)該方案又會(huì)帶來(lái)一系列其他的缺陷。所以，在復(fù)錯(cuò)綜雜交通條件下，采用VISSIM仿真系統(tǒng)對(duì)這類規(guī)劃和整治方案進(jìn)行實(shí)施前的系統(tǒng)評(píng)估是一種新的思路和方法，可以為交通管理部門提供一定的客觀性決策依據(jù)。

2 VISSIM簡(jiǎn)介

全稱PTV-VISSIM是由德國(guó)PTV公司開(kāi)發(fā)的，是一種微觀的并且基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，是用以城市交通和公共交通運(yùn)行的交通建模。它可以分析各種交通條件下車道類型、交通組成、交通信號(hào)控制、停讓控制等交通運(yùn)行情況，具有分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)方案比選等功能，是分析和評(píng)價(jià)交通工程設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方案的有效工具。自1992年進(jìn)入市場(chǎng)以來(lái)，VISSIM已經(jīng)成為同類型模擬軟件的標(biāo)榜。VISSIM采用的核心模型是基于Wiedemann于1974年建立的生理-心理駕駛行為模型。該模型的基本思路是：道路中兩輛行駛的汽車一旦后車駕駛員認(rèn)為他與前車之間的距離小于其心理（安全）的距離時(shí)，后車駕駛員便開(kāi)始減速。由于后車駕駛員無(wú)法準(zhǔn)確判斷前車車速，后車車速會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)低于前車車速，直到前后車間的距離達(dá)到后車駕駛員心理（安全）距離時(shí)，后車駕駛員才開(kāi)始逐漸地加速，由此形成了一個(gè)周而復(fù)始地循環(huán)過(guò)程。

3 VISSIM在城市交叉口研究中的應(yīng)用

目前，貴陽(yáng)市機(jī)動(dòng)車數(shù)量從2005年的25.34萬(wàn)輛，增長(zhǎng)至2013年的79萬(wàn)輛，8年間增長(zhǎng)了2.1倍，年均增長(zhǎng)26.5%，伴隨著汽車數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，市區(qū)交通擁堵便會(huì)成為突出問(wèn)題，由于“擁堵”、“停車難”等問(wèn)題不能有效得到解決，這就造成市區(qū)交通管理上極不規(guī)范，占道停車現(xiàn)象日益突出，城市交通秩序混亂、交通環(huán)境受到嚴(yán)重影響。

本文在貴陽(yáng)市短期交通流預(yù)測(cè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，針對(duì)貴陽(yáng)市中心城區(qū)最有代表性的大十字區(qū)域沿中山路的公園路口、大十字、小十字三個(gè)路口現(xiàn)狀仿真，分析現(xiàn)狀交通狀況，并提出了渠化優(yōu)化方案，采用VISSIM對(duì)方案進(jìn)行了仿真，比較新的渠化方案和原方案的仿真效果，這樣可以從相關(guān)的方案中找到最優(yōu)的方案。

3.1 現(xiàn)狀分析

公園路交叉口由中山西路與公園路相交而成，大十字由中華路和中山路相交而成，小十字由富水路和中山路相交而成，它們?yōu)橥挥谥猩铰飞舷噙B的三個(gè)交叉口，這三個(gè)交叉口在南北交通軸上的作用重要。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)在東西向上的交通流相對(duì)較大，交通延誤更為嚴(yán)重。公園路口、大十字、小十字交叉口是貴陽(yáng)市交通比較擁堵的交叉口。

由現(xiàn)狀調(diào)查得出，在高峰時(shí)段交通量較大，車輛行駛緩慢，勢(shì)必大大降低了交通交叉路口的通行效率。

3.2 改善方案

通過(guò)VISSIM仿真軟件的分析，對(duì)該交叉口進(jìn)行重新配時(shí)。公園路交叉口和大十字交叉口相位不變，但在原基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化配時(shí)，小十字交叉口未作改變，原信號(hào)配時(shí)與改善信號(hào)配時(shí)方案如表1所示。

表1 交叉口現(xiàn)狀與優(yōu)化信號(hào)配時(shí)方案比較

3.3 交通仿真

（1）輸入背景地圖

為了能更加真實(shí)地反映現(xiàn)實(shí)的道路交通條件，需要輸入三個(gè)路口的平面圖作為背景。在vissim中輸入背景地圖后還需要將其比例縮放為原來(lái)的比例，以便進(jìn)行下一步的車道布置。

（2）布置車道

在車道布置方面，車道布置得好壞直接會(huì)影響到軟件模擬的真實(shí)性，那么對(duì)交叉口的模擬就尤其更為重要，其中涉及到變速車道、拓寬車道、左轉(zhuǎn)專用車道，車道數(shù)的變換。這就需要準(zhǔn)確地運(yùn)用直線和連接器。

（3）流量分配

在交通流量分配之前，要選擇合適的汽車類型及其不同比例的交通組合，vissim自帶有11種汽車，并且還可以自定義汽車的各種類型。在確定了汽車類型及其交通組合之后，再對(duì)四個(gè)進(jìn)口方向進(jìn)行流量的輸入，位置一般選在路段上，離道路交叉口遠(yuǎn)一點(diǎn)。然后根據(jù)流量流向進(jìn)行流量分配。Vissim提供了兩種分配方式——靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配，對(duì)于道路交叉口我們推薦選用靜態(tài)分配。靜態(tài)分配又有兩種——路線選擇和方向選擇。Vissim推薦選用路線選擇，因?yàn)椴僮饕容^容易而且流量分配比較精確。

（4）信號(hào)設(shè)置

根據(jù)前面的配時(shí)計(jì)算結(jié)果，輸入各個(gè)相位的紅綠燈時(shí)間，在各進(jìn)口道上相應(yīng)位置放置信號(hào)燈。Vissim能隨時(shí)調(diào)節(jié)各信號(hào)相位的紅綠燈時(shí)間，而且每調(diào)節(jié)一次紅綠燈時(shí)間，都可以在信號(hào)配時(shí)圖上看到其變化。

（5）仿真模擬

通過(guò)以上的設(shè)置，我們就可以對(duì)該路口進(jìn)行模擬了，從公園路口、大十字、小十字三個(gè)路口的模擬情況看，車輛運(yùn)行流暢，而且能較真實(shí)反應(yīng)現(xiàn)實(shí)的車輛運(yùn)行狀況。

3.4 優(yōu)化評(píng)價(jià)

將現(xiàn)狀與優(yōu)化方案用VISSIM軟件進(jìn)行仿真便得到優(yōu)化后的延誤值和排隊(duì)長(zhǎng)度，如表1所示。

表2 交叉口現(xiàn)狀與優(yōu)化方案延誤值（s）比較

由以上比較表可知：

優(yōu)化方案對(duì)公園路口、大十字和小十字這三個(gè)連通的交叉口的交通狀況起到了一定的改進(jìn)作用，延誤值和排隊(duì)長(zhǎng)度基本上均有減少，為解決目前城市平面交叉口日趨嚴(yán)重的擁堵現(xiàn)狀提供有效的參考。

4 結(jié)束語(yǔ)

事實(shí)證明，通過(guò)vissim交通仿真系統(tǒng)應(yīng)用于城市平面交叉口交通仿真分析，為在復(fù)雜交通條件下確定交叉口及整個(gè)城市交通組織方案提供了一條切實(shí)可行的新思路。解決了城市交通擁堵的難題，所以該方法具有一定的實(shí)用性和操作性。

［1］ 蓋春英.VISSIM微觀仿真系統(tǒng)及在道路交通中的應(yīng)用［J］.公路，2005，（8）.

［2］ 楊兆升，王爽.基于vissim仿真軟件的交通信號(hào)配時(shí)研究［J］.交通與計(jì)算機(jī)，2005，23（1）.

［3］ 楊洪，韓生風(fēng)，陳小鴻.Vissim仿真軟件模型參數(shù)標(biāo)定與應(yīng)用［J］.城市交通，2006，4（6）.

［4］ 臧志剛，陸峰，李海峰等.7種微觀交通仿真系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)與比較研究［J］.交通與計(jì)算機(jī)，2007，25（1）.

U416.2

C

1008-3383（2017）01-0012-02

2016-03-11

劉洋（1985-），女，主要從事交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。