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(shè)立的公交專用道。但不是每個(gè)交叉口都能設(shè)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(gè)地區(qū)的公交專用道設(shè)立的指標(biāo)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(biāo)進(jìn)行探究拉薩市公交專用道的設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，以江蘇路與藏大西路交叉口為例，具體方法為先計(jì)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(jìn)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(gè)公交車占比閾值，該閾值為公交車專用道設(shè)立的指標(biāo)。

關(guān)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(shè)立公交專用車道便是從平面上分離，即采用渠化交通。設(shè)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(shí)段中保障城市內(nèi)部道路通暢的底線措施。韓國首爾設(shè)立了中央公交專用道，位于道路的中央。韓國規(guī)定在單向3車道以上、公交車流量達(dá)到150輛/小時(shí)的路段設(shè)置中央公交專用車道；美國交通工程師協(xié)會規(guī)定公交車載客量至少應(yīng)較該道路所有其他車輛人數(shù)多50%才可以設(shè)立公交車專用道。每個(gè)地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)不同，本文則以飽和度和公交車占比為指標(biāo)進(jìn)行探究拉薩市公交車專用道設(shè)立條件。

2 交叉口通行能力分析

為計(jì)算該交叉口的通行能力，首先要選定計(jì)算通行能力的方法，一般計(jì)算通行能力的方法為美國的飽和流率模型計(jì)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(shù)，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(gè)路口、逐條車道計(jì)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(shí)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(jù)現(xiàn)場調(diào)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(gè)信號周期內(nèi)的有效綠燈時(shí)間（s），t1為色燈變?yōu)榫G燈后第一輛車啟動并通過停車線的時(shí)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(shù)，每個(gè)信號周期通過車流的不完全連續(xù)性及行人和非機(jī)動車的干擾的綜合折減系數(shù)。

（2）右轉(zhuǎn)車道通行能力。

Cr=3600/tr （2）

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

（3）左轉(zhuǎn)車道通行能力。

設(shè)有左轉(zhuǎn)專有相位時(shí)，左轉(zhuǎn)車道通行能力為：

（3）

式中CL為左轉(zhuǎn)車道通行能力（pcu/h）；T為信號周期（s）；tL為一個(gè)信號周期內(nèi)左轉(zhuǎn)時(shí)間（s）；vL為左轉(zhuǎn)車輛通過停車線的速度（m/s）；t0為左轉(zhuǎn)車輛通過交叉口的平均車頭時(shí)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(zhuǎn)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(jì)算通行能力，結(jié)果如下：

東進(jìn)口：1304pcu/h 西進(jìn)口：1011pcu/h 北進(jìn)口：888pcu/h 南進(jìn)口：698pcu/h

3 基于不同飽和度下進(jìn)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(jìn)行路網(wǎng)構(gòu)建，靜態(tài)車輛路徑?jīng)Q策，數(shù)據(jù)輸入（車流占比，路徑?jīng)Q策期望，各方向流量，車流構(gòu)成，期望速度分布，信號控制機(jī)），設(shè)置數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。

可利用靜態(tài)車輛路徑?jīng)Q策的車輛類別的限制條件進(jìn)行有無公交專用道的兩次仿真。如當(dāng)無公交專用道時(shí)，每條進(jìn)口道的靜態(tài)路徑對象為所有車輛。當(dāng)有公交專用道時(shí)，重新設(shè)立一條僅供公交車行駛的靜態(tài)路徑?jīng)Q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?yàn)槔_市區(qū)主干道，南北向?yàn)榇胃傻?。進(jìn)過現(xiàn)場早高峰實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)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(shí)數(shù)據(jù)輸入主干道公交車占比：次干道公交車占比為3：1。但因?yàn)槟线M(jìn)口機(jī)動車道為雙車道，故不考慮南進(jìn)口公交專用道設(shè)立問題。

本文通過仿真尋找設(shè)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(shù)據(jù)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(nèi)進(jìn)行多次仿真，直到兩次仿真流量數(shù)據(jù)大致相等，那么該次的公交車占比數(shù)據(jù)就為閾值，具體仿真如下：

3.1 當(dāng)飽和率為100%時(shí)

（1）當(dāng)主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時(shí)。

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(shí)，設(shè)立公交專用車道后，東西進(jìn)口流量與沒設(shè)立公交專用道相差無幾，所以設(shè)立公交車專用道對交叉口通行能力沒有改善作用。

（2）當(dāng)主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時(shí)。

當(dāng)仿真圖5時(shí)的數(shù)據(jù)時(shí)，VISSIM軟件報(bào)錯(cuò)，內(nèi)容為：error：西進(jìn)口車輛輸入無法完整地完成（剩余23輛）。

當(dāng)仿真圖6時(shí)的數(shù)據(jù)時(shí)，VISSIM軟件報(bào)錯(cuò)，內(nèi)容為：error：西進(jìn)口車輛輸入無法完整地完成（剩余14輛）。

當(dāng)西進(jìn)口算上沒有完成的車輛輸入時(shí)，東西進(jìn)口主干道設(shè)立公交車專用道前后通行能力略有改善，說明東西進(jìn)口主干道設(shè)立公交車專用道公交車占比閾值小于6%。重新仿真后東進(jìn)口道公交車占比閾值為4.5%（無公交專用道東進(jìn)口流量為93，有公交專用道東進(jìn)口流量為97），西進(jìn)口道公交車占比閾值為3.9%（無公交專用道西進(jìn)口流量為137，有公交專用道西進(jìn)口流量為138）而次干道設(shè)立公交車專用道前后流量無變化，說明其閾值遠(yuǎn)大于2%，考慮到現(xiàn)實(shí)情況，次干道不用設(shè)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(dāng)飽和率為90%時(shí)

（1）當(dāng)主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時(shí)。

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

（2）當(dāng)主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時(shí)。

分析圖9和圖10的車輛流量，發(fā)現(xiàn)東進(jìn)口設(shè)立公交專用道前后通行能力改善巨大，說明東進(jìn)口設(shè)立公交車專用道公交車占比閾值小于6%，大于3%，經(jīng)過重新仿真得到其閾值為3.2%（無公交專用道東進(jìn)口流量為137，有公交專用道東進(jìn)口流量為140）。西進(jìn)口設(shè)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(jīng)過重新仿真得到其閾值為6.3%（無公交專用道西進(jìn)口流量為85，有公交專用道西進(jìn)口流量為88）。

3.3 當(dāng)飽和率為80%時(shí)

（1）當(dāng)主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時(shí)。

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

（2）當(dāng)主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時(shí)。

分析圖13和圖14的車輛流量分析可得，設(shè)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(shè)立公交專用道的公交車占比閾值小于6%，大于3%，經(jīng)過重新仿真后西進(jìn)口公交車占比閾值為3.6%（無公交專用道西進(jìn)口流量為77，有公交專用道西進(jìn)口流量為80）

3.4 當(dāng)飽和率為70%時(shí)

（1）當(dāng)主干道公交車占比為3%，次干道公交車占比為1%時(shí)。

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

（2）當(dāng)主干道公交車占比為6%，次干道公交車占比為2%時(shí)。

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

當(dāng)飽和度低于70%時(shí)，交叉口通行壓力不大，不用設(shè)立公交專用道去改善通行能力。

4 結(jié)語

本文先是通過停車線法計(jì)算拉薩市江蘇路與藏大西路交叉口各進(jìn)口道的通行能力，利用其通行能力數(shù)據(jù)研究不同飽和度下設(shè)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(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，最后得到結(jié)果如下表1。

基金項(xiàng)目：西藏大學(xué)大學(xué)生國家級創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：202210694013。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)祁仯S煒，李文權(quán).信號交叉口通行能力擴(kuò)展[J].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）1009-3443-（2004）05-0079-04：80-81.