常麗君 張梓煜 孫佳斌

摘 ?要：當(dāng)前隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量不斷增多，因此所帶來的交通壓力越來越大。交通擁堵問題，已成為全世界大中城市所面臨的重要難題，同時(shí)研究交通控制技術(shù)的合理性對(duì)解決交通擁堵問題也有著重要的意義。BIM是Building Information Modeling的英文縮寫，意為建筑信息模型。VISSIM是一種微觀的、基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，用以城市交通和公共交通運(yùn)行的交通建模?；贐IM和VISSIM的信號(hào)交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是以BIM與VISSIM軟件平臺(tái)模擬并分析信號(hào)交叉口的交通現(xiàn)象，從而找到能夠解決當(dāng)前交通擁堵問題的方法。此方法，在實(shí)踐中取得了很好的應(yīng)用效果，通過模擬交叉口交通優(yōu)化策略并仿真預(yù)測(cè)應(yīng)用效果的方式，可以得到最佳設(shè)計(jì)方案，有助于道路交通的改善。

關(guān)鍵詞：BIM ?VISSIM ?信號(hào)交叉口 ?交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U121 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（b）-0026-03

Abstract： With the continuous development of the global economy and the increasing population， the traffic pressure is increasing. Traffic congestion has become an important problem faced by large and medium-sized cities in the world. At the same time， it is of great significance to study the rationality of traffic control technology to solve the problem of traffic congestion. BIM is the abbreviation of building information modeling， which means building information model. VISSIM is a microscopic simulation modeling tool based on time interval and driving behavior， which is used for traffic modeling of urban traffic and public transport operation. The traffic organization optimization design of signalized intersection based on BIM and VISSIM is to simulate and analyze the traffic phenomenon of signalized intersection with Bim and VISSIM software platform， so as to find a method to solve the current traffic congestion problem. This method has achieved a good application effect in practice. By simulating the intersection traffic optimization strategyand simulating the application effect， the best design scheme can be obtained， which is helpful to the improvement of road traffic.

Key Words： BIM; VISSIM; Signalized intersection; Traffic organization optimization design

當(dāng)前隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人口數(shù)量不斷增多，因此所帶來的交通壓力越來越大。以我國為例，各大中型城市都會(huì)出現(xiàn)交通擁堵現(xiàn)象。數(shù)據(jù)顯示，在我國北京，上班族每天上班途中路上的交通時(shí)間平均為1h，其中有34.3%上班路上的交通時(shí)間在60～80min，6.5%上班路上的交通時(shí)間超過1.5h。交通擁堵會(huì)給人們?nèi)粘３鲂猩顜聿槐?，浪費(fèi)市民出行時(shí)間，從而降低人們出行的舒適度體驗(yàn)。交通擁堵問題，已成為全世界大中城市所面臨的重要難題。造成交通擁堵問題的主要原因可以歸結(jié)為兩方面：一是通行流量，二是交通控制技術(shù)。因此在各地，主要從這兩方面入手，進(jìn)行交通擁堵現(xiàn)象的改善。比如采用單雙號(hào)的限行方式，可以減少近一半的交通工具出行。再如通過搖號(hào)獲得購車資格的方式，也可以限制私家車的數(shù)量，從而減少通行流量。這些方法在實(shí)踐中取得了一定的成效。同時(shí)研究交通控制技術(shù)的合理性對(duì)于解決交通擁堵問題也有著重要的意義?；贐IM和VISSIM的信號(hào)交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，就是以BIM與VISSIM軟件平臺(tái)模擬并分析信號(hào)交叉口的交通現(xiàn)象，從而找到能夠解決當(dāng)前交通擁堵問題的方法。

1 ?關(guān)鍵技術(shù)

BIM是Building Information Modeling的英文縮寫，意為建筑信息模型。是一個(gè)可以提升工程建設(shè)行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量和效率的系統(tǒng)工程，是在建筑 （或工程項(xiàng)目） 從策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營直到拆除的全生命周期內(nèi)生產(chǎn)和管理工程數(shù)據(jù)的過程。工作中會(huì)應(yīng)用到具體的BIM管理軟件來實(shí)現(xiàn)其功能，如Revit、Bentley、ArchiCAD等。

VISSIM是一種微觀的、基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，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，如車道設(shè)置、交通構(gòu)成、交通信號(hào)、公交站點(diǎn)等，城市交通和公共交通的運(yùn)行狀況，是評(píng)價(jià)交通工程設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方案的有效工具。VISSIM仿真軟件內(nèi)部由交通仿真器和信號(hào)狀態(tài)產(chǎn)生器兩個(gè)部分組成，它們之間通過接口交換檢測(cè)器數(shù)據(jù)和信號(hào)狀態(tài)信息。VISSIM既可以在線生成可視化的交通運(yùn)行狀況，也可以離線輸出各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如行程時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度等。

2 ?優(yōu)化流程

2.1 數(shù)據(jù)采集與建模

針對(duì)城市主要路段的信號(hào)交叉口的交通流動(dòng)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。為了使數(shù)據(jù)更加科學(xué)，采用分時(shí)段進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)特點(diǎn)選擇城市高峰時(shí)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如針對(duì)長(zhǎng)春市，其高峰時(shí)段選擇周一至周五7：30～8：30。在高峰時(shí)段是容易出現(xiàn)交通擁堵的階段交通流接近飽和，因此在此階段的數(shù)據(jù)具有很好的分析價(jià)值。中峰時(shí)段選擇周一至周五8：30～9：30時(shí)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集具有一定代表性。低谷時(shí)段選擇周一至周五在0：00～1：00時(shí)段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集的方式是通過交通路口的監(jiān)控系統(tǒng)錄像獲取科學(xué)的數(shù)據(jù)，主要包括道路幾何數(shù)據(jù)、機(jī)動(dòng)車交通流數(shù)據(jù)、信號(hào)配時(shí)數(shù)據(jù)。利用BIM軟件構(gòu)建三維立體視圖，再將BIM軟件所做的三維路網(wǎng)圖導(dǎo)入VISSIM軟件中作為底圖。再將采集到的數(shù)據(jù)利用VISSIM軟件進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行效果的分析。

2.2 分析擁堵原因

根據(jù)流量數(shù)據(jù)，從通過交叉口車流量、車輛的車型比例、各進(jìn)口道流量比例，分析早高峰的交通特性。按照車輛類型分為小汽車、小型貨車、中型貨車、中小型客車、大型客車幾種類型。首先進(jìn)行各類車型流量數(shù)據(jù)分析;其次分析其進(jìn)入路口與轉(zhuǎn)向，從而得出進(jìn)道口流量比例;最后分析各路段的排隊(duì)長(zhǎng)度與等待中的停車次數(shù)。通過VISSIM仿真平面圖結(jié)合數(shù)據(jù)可以找出交通路口擁堵的主要原因。如行駛中的沖突問題嚴(yán)重、信號(hào)燈控制不合理、路標(biāo)設(shè)置不合理等。此時(shí)，應(yīng)盡量進(jìn)行充分調(diào)研，分析更多種造成擁堵的可能原因，為后續(xù)優(yōu)化控制策略提供基礎(chǔ)。

2.3 優(yōu)化控制策略

其中，交通組織設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有車道數(shù)的確定、專用左轉(zhuǎn)車道設(shè)置、交通渠化島設(shè)置和交通信號(hào)設(shè)施設(shè)置。交叉口車道數(shù)的確定依據(jù)為高峰h交通量和不同轉(zhuǎn)向交通量的構(gòu)成。左轉(zhuǎn)交通是引起交叉口沖突的主要因素，可以壓縮對(duì)向車行道或新增專用左轉(zhuǎn)車道減少?zèng)_突點(diǎn)的發(fā)生。

2.3.1 調(diào)整車道數(shù)量

車道數(shù)量是影響交通通暢程度的重要指標(biāo)，通過增加單向或雙向車道數(shù)量可以緩解交叉路口交通擁堵情況，在進(jìn)行道路交通改善時(shí)被經(jīng)常性應(yīng)用。但是，其受到城市發(fā)展規(guī)劃的具體限制，不能隨心而定，應(yīng)用中難度較大。

2.3.2 左轉(zhuǎn)交通設(shè)計(jì)

左轉(zhuǎn)交通是引起交叉口沖突的主要因素，實(shí)踐中可以壓縮對(duì)向車行道或新增專用左轉(zhuǎn)車道減少?zèng)_突點(diǎn)的發(fā)生。特殊路口可以采用禁止左轉(zhuǎn)交通的設(shè)計(jì)來降低交通壓力。

2.3.3 交通渠化設(shè)計(jì)

針對(duì)行駛中的沖突問題，可以通過對(duì)交叉口處機(jī)動(dòng)車道路進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)進(jìn)行改善。主要設(shè)計(jì)有建立安全島、完善道路交通標(biāo)志與標(biāo)線等。其中完善道路標(biāo)志，標(biāo)線主要是，針對(duì)標(biāo)志進(jìn)行定期檢查和更新，消除綠化，廣告牌等對(duì)信號(hào)燈和交通指示牌的影響，增加機(jī)動(dòng)車導(dǎo)流線，完善各種指路標(biāo)志和道路劃線，調(diào)整人行橫道線和停車線位置。

2.3.4 交通信號(hào)設(shè)施設(shè)置

針對(duì)交通擁堵情況，統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)全市各路口信號(hào)燈設(shè)施設(shè)置是解決交通擁堵的重要方法之一。如增加或減少或升級(jí)交通信號(hào)設(shè)施。進(jìn)行信號(hào)設(shè)施配置優(yōu)化是在不進(jìn)行資源投入的基礎(chǔ)上改善交通的重要舉措，在實(shí)踐中具有重要研究?jī)r(jià)值。在設(shè)計(jì)中應(yīng)針對(duì)高峰、平峰、低谷設(shè)計(jì)不同的信號(hào)配時(shí)策略。

2.4 方案評(píng)價(jià)與改善

為了能夠評(píng)價(jià)優(yōu)化設(shè)置在實(shí)際運(yùn)行中的效果，利用VISSIM仿真軟件建立仿真模型以模擬實(shí)際效果。針對(duì)高峰、平峰、低谷這3個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬仿真測(cè)試，

即根據(jù)前面的優(yōu)化方案在VISSIM中設(shè)置好各項(xiàng)仿真參數(shù)，針對(duì)高峰、平峰、低谷3個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)立模型進(jìn)行模擬仿真測(cè)試。實(shí)踐中仿真測(cè)試應(yīng)進(jìn)行6次以上測(cè)試。將多次測(cè)試所得結(jié)果取平均值，得到該交叉口現(xiàn)狀仿真評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)交通需求預(yù)測(cè)和局部路網(wǎng)交通分配結(jié)果，疊加上該項(xiàng)目交通量后，對(duì)交叉口預(yù)測(cè)年進(jìn)行仿真分析，也將仿真模型獨(dú)立運(yùn)行6次以上取平均值，得到預(yù)測(cè)年仿真評(píng)價(jià)結(jié)果。再根據(jù)方案評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行方案的改善，并在不斷的測(cè)試與改善中得到最佳優(yōu)化方案。

3 ?結(jié)語

基于BIM和VISSIM的信號(hào)交叉口交通組織優(yōu)化設(shè)計(jì)，在實(shí)踐中取得了很好的應(yīng)用效果，通過模擬交叉口交通優(yōu)化策略并仿真預(yù)測(cè)應(yīng)用效果的方式，可以得到最佳設(shè)計(jì)方案，有助于道路交通的改善。

參考文獻(xiàn)

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