劉 沛, 劉雪飛

(中鐵四局集團有限公司設計研究院，安徽 合肥 230051)

0 引 言

現(xiàn)狀路網中城市快速路與支道組成的交叉口是城市交通的重要組成部分，交叉口順暢與否和區(qū)域交通的通行效率情況緊密相連[1]。隨著整體交通量增長，部分平面交叉口擁堵情況逐漸加重。因此，如何快速有效地優(yōu)化擁堵交叉口，高效解決區(qū)域交通問題，已成為現(xiàn)代交通設施改造迫切需要解決的問題之一[2]。

BIM技術即建筑信息模型技術，是三維數(shù)據技術和建筑專業(yè)知識相融合的新型理念。BIM作為設計領域高新技術，在工程實施的各階段都可對項目進行實時優(yōu)化。通過項目人員對項目數(shù)據收集，BIM技術能將信息數(shù)據轉化為不同信息組塊，供項目人員及時調用，在信息分析的基礎上對項目工程進行一定的優(yōu)化，使項目工程能夠更加高質量、高效率的完成[3]。

應用BIM技術對城市交叉口優(yōu)化及交通評價，能夠在很大程度上實現(xiàn)三維的模擬，如圖1所示。這種新型的模擬技術能夠讓相關的工作人員對交叉口優(yōu)化方案相關信息有直觀的了解[4]。

圖1 結合BIM技術對交叉口改造優(yōu)化流程圖

1 現(xiàn)狀交叉口調查分析

1.1 工程概況

徽州大道與水陽江路交叉口位于合肥市包河區(qū)，此交叉口為徽州大道高架(濱湖新區(qū)至市區(qū)方向)落地的第一個交口，現(xiàn)狀交叉口附近有學校、居住區(qū)、商業(yè)街等人口密集設施，使人流量、車流量聚集嚴重。

如圖2所示，徽州大道為南北向城市快速路設計速度為60 km/h，現(xiàn)狀北側路幅寬為48 m，雙向9車道(包含兩條公交專用車道)，南側路幅寬51 m，雙向11車道(包含兩條公交專用車道)?，F(xiàn)狀徽州大道設置有行人過街天橋，減少了現(xiàn)狀人流與車流的沖突點。水陽江路為東西向城市支路設計速度為30 km/h，現(xiàn)狀路幅寬度為24 m，雙向4車道。

圖2 現(xiàn)狀交叉口設置情況

1.2 現(xiàn)狀交叉口交通量調查

徽州大道交通量較大，通過對晚高峰17∶30-18∶30時段進行交通量調查，得出各流向的交通量,見表1，如圖3所示。

表1 徽州大道-水陽江路交口交通量流向調查表

圖3 交通流量流向圖

1.3 現(xiàn)狀交叉口車道劃分

現(xiàn)狀徽州大道與水陽江路交叉口車道劃分情況見表2。

表2 徽州大道-水陽江路交叉口進口車道數(shù)調查表

2 影響交叉口擁堵因素

根據現(xiàn)場調查，徽州大道北側進口直行車道高峰小時交通量較大為1 585 pcu/h，現(xiàn)狀2條進口直行車道不能滿足日益增長的交通需求，是北側進口直行交通擁堵的重要因素之一。

現(xiàn)狀南、北側直行綠燈配時均為45 s，南北側進口直行交通量較大，信號燈時長不能適應其對應的交通量，直行信號燈配時較短成為導致交叉口擁堵的重要因素。

3 優(yōu)化方案考慮

現(xiàn)狀徽州大道上設置有人行天橋，避免了行人與機動車的沖突點。因此，交叉口優(yōu)化著重考慮提升徽州大道南、北側進口機動車的通行效率問題。具體思路：通過交叉口渠化改進及信號燈配時優(yōu)化。

以達到減少交叉口處車輛延誤時間，提升交叉口通行質量的目標。

3.1 交叉口渠化方案改進

北進口直行車道交通量較大，交通延誤率高，高峰時段車輛聚集快，直行車輛排隊情況嚴重。根據現(xiàn)狀調查測量北進口有拓寬出直行車道的空間，可通過壓縮側分帶及已有車道寬度，達到增加1條直行車道的目的，重新施劃車道交通標線。優(yōu)化后交叉口平面及車道功能劃分如圖4所示。

圖4 交叉口渠化后布置圖

3.2 信號燈配時優(yōu)化

依據BIM建立徽州大道與水陽江路交叉口模型，結合現(xiàn)狀交叉口信號燈配時，進行配時優(yōu)化，具體操作流程如下：

(1)依據各車道行車路徑，設置交通流線。

(2)布置交叉口信號燈，確定合理的交叉口配時方案。

(3)交通流線與信號燈相位關聯(lián)。

(4)依據現(xiàn)狀車輛組成及車輛密度設置交通參數(shù)模擬交通流。

(5)三維模型實時查看，對一個信號燈周期內交口排隊長度情況進行分析。

經反復調試配時并對比車輛的延誤時間和排隊長度，得出優(yōu)化后配時,見表3，如圖5所示。

表3 徽州大道-水陽江路交叉口進口綠燈配時優(yōu)化表

圖5 交叉口改造前后各相位信號燈配時圖

利用現(xiàn)狀交叉口優(yōu)化改造條件，合理地優(yōu)化信號燈配時，能有效地提升道路通行效率，減小交通延誤率,保證大部分車流有序地在一個信號周期通過。

如圖6所示，通過BIM技術建立交叉口模型，相較于改造之前交叉口通行情況得到大幅度提升，南北側進口直行道排隊長度較優(yōu)化前明顯降低(較改造前排隊長度約減少了25%)。交叉口中車輛占用其他轉向車道的現(xiàn)象也得到明顯改善，提升了各向車道的通行效率。

圖6 徽州大道與水陽江路交叉口改造前后排隊長度比較圖

目前，優(yōu)化方案已經付諸實施，模型在實際中得到了有效的驗證，徽州大道南、北側進口直行車道排對長度有效降低，與改造前排隊長度減少了約19%。

4 結 論

(1)BIM技術具有高效準確的三維建模仿真能力?；贐IM技術建立的徽州大道與水陽江路交叉口三維模型與實際狀況相結合，可以準確地模擬交叉口優(yōu)化后通行能力的改善情況，為道路交叉口改造提供了一種新的直觀可靠的方法。

(2)BIM作為新的設計手段，使傳統(tǒng)的二維設計上升至三維層面，較好地展現(xiàn)了設計意圖，有利于設計方案的優(yōu)化，使得對于現(xiàn)狀交叉口改造工程及類似工程設計將更加科學，貼合實際。此外，也可進一步推廣BIM技術在道路工程其他方面的應用研究。