VISSIM 在地鐵施工期間交通導(dǎo)行方案評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

康擁政， 常愛(ài)新， 劉元美 KANG Yong-zheng, CHANG Ai-xin, LIU Yuan-mei

（石家莊鐵道大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院， 河北 石家莊050043）

(School of Traffic and Transportation, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China)

0 引 言

隨著國(guó)家大力發(fā)展綠色交通、 公共交通， 全國(guó)大部分省會(huì)城市開(kāi)始了地鐵的修建； 地鐵建成后對(duì)城市交通壓力的改善起到很大的作用， 但是地鐵的建設(shè)期卻是城市交通的黑暗期。 因此地鐵建設(shè)期間的交通導(dǎo)行措施和方案的好壞， 是極為重要的， 這將直接影響到人們出行的質(zhì)量。 獲得滿意的交通導(dǎo)行方案和措施需要用專業(yè)的仿真軟件VISSIM 來(lái)對(duì)地鐵施工期間交通導(dǎo)行方案和措施的效果進(jìn)行模擬， 發(fā)現(xiàn)不足， 進(jìn)行改進(jìn)， 直到獲得滿意的結(jié)果。

本文以石家莊市地鐵1 號(hào)線和2 號(hào)線的換乘站北人車站為例， 在道路交通現(xiàn)狀和交通量調(diào)查的基礎(chǔ)上優(yōu)化交通圍擋和導(dǎo)行方案， 然后運(yùn)用仿真軟件VISSIM 進(jìn)行仿真， 通過(guò)重要參數(shù)與原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比， 實(shí)現(xiàn)方案和措施的最優(yōu)化， 為后期地鐵施工期間的交通圍擋、 導(dǎo)行方案的評(píng)價(jià)提供參考依據(jù)。

1 VISSIM 仿真軟件在北人站方案評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1.1 石家莊北人站交通現(xiàn)狀

北人車站位于石家莊市中山東路和建設(shè)大街交叉口處， 為1、 2 號(hào)線同期實(shí)施換乘車站， 呈L 型布置。 車站由1 號(hào)線車站、2 號(hào)線車站、 商業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)三部分組成。 北人車站所在道路東西向中山東路、 南北向建設(shè)大街均為規(guī)劃紅線寬度55 米、 雙向8車道的主干道， 兩條道路地處城市中心地帶， 交通擁堵， 周邊建筑眾多， 車流量大。

北人站的施工給中山東路和建設(shè)大街的交叉口交通帶來(lái)了很大的影響， 現(xiàn)有導(dǎo)行方案存在很大的缺點(diǎn)： 進(jìn)口道太窄， 忽然由三車道變成兩個(gè)車道的寬度， 甚至更窄， 形成瓶頸的形狀， 導(dǎo)致車輛擁堵； 信號(hào)配時(shí)周期為180 秒， 周期太長(zhǎng)， 駕駛員在等待紅燈時(shí)容易產(chǎn)生煩躁的情緒。 這些缺點(diǎn)造成該交叉口的交通秩序混亂、 交通擁堵嚴(yán)重， 治理該交叉口交通勢(shì)在必行。

北人站施工期間交通圍擋現(xiàn)狀如圖1 所示， 藍(lán)色區(qū)域?yàn)閲鷵鯀^(qū)域， 車流方向如紅色箭頭所指方向。

1.2 北人站交通調(diào)查

為了讓改進(jìn)的交通圍擋方案和導(dǎo)行措施更加符合現(xiàn)有道路交通量的需求， 特進(jìn)行北人站的交通量調(diào)查， 在北人站的交通量調(diào)查中將車輛分類為客車和公交車， 調(diào)查方法為攝像法， 調(diào)查時(shí)間選在交通高峰小時(shí)段進(jìn)行， 北人站交通量如表1 所示：

表1 高峰小時(shí)交通量 單位： 輛/h

北人站的交叉口高峰時(shí)段的信號(hào)燈為兩相位信號(hào)燈， 周期時(shí)長(zhǎng)為180 秒， 相位配時(shí)方案如表2 所示：

表2 北人站交叉口高峰時(shí)段信號(hào)配時(shí)表 單位： s

1.3 VISSIM 對(duì)北人站交通現(xiàn)狀進(jìn)行仿真

1.3.1 VISSIM 應(yīng)用步驟

將以上調(diào)查所得的交通量和實(shí)際測(cè)得的信號(hào)周期時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)輸入VISSIM 仿真軟件對(duì)北人站交叉口交通現(xiàn)狀進(jìn)行仿真即可得到該交叉口的仿真值。 具體步驟如下：

（1） 打開(kāi)軟件， 在VISSIM 界面中點(diǎn)擊道路按鈕， 按照道路的數(shù)據(jù)信息畫出各條道路， 并設(shè)置好道路的各項(xiàng)參數(shù)；

（2） 點(diǎn)擊車輛輸入按鈕， 將調(diào)查到的車輛信息輸入VISSIM 中， 本次調(diào)查將車輛分為客車和公交車， 故應(yīng)將車輛類型設(shè)置為客車和公交車， 在工具欄中選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)——車輛類型， 選擇car 和bus；

（3） 點(diǎn)擊信號(hào)燈按鈕， 設(shè)置信號(hào)燈， 同時(shí)在工具欄中選擇信號(hào)控制——編輯信號(hào)控制機(jī)， 輸入信號(hào)周期及相位的信息；

（4） 在工具欄中選擇基礎(chǔ)數(shù)據(jù)——分布——期望車速， 對(duì)車輛的速度范圍進(jìn)行設(shè)定， 采用雷達(dá)測(cè)速儀對(duì)交叉口的測(cè)速隨機(jī)調(diào)查了十幾輛， 發(fā)現(xiàn)車速的范圍均在20～40km/h 內(nèi)， 故VISSIM 仿真參數(shù)設(shè)置中將速度設(shè)置在20～40km/h 內(nèi)；

（5） 分別點(diǎn)擊數(shù)據(jù)檢測(cè)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)， 在道路和交叉口設(shè)置檢測(cè)點(diǎn)， 方便檢測(cè)各種數(shù)據(jù)；

（6） 在工具欄中選擇評(píng)價(jià)——文件， 對(duì)各個(gè)需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；

（7） 點(diǎn)擊工具欄上的仿真按鈕， 對(duì)北人站交叉口交通狀況進(jìn)行仿真， 仿真效果圖如圖2。

1.3.2 仿真結(jié)果對(duì)比

VISSIM 仿真信息的輸出是以記事本的形式輸出的， 在這里整理成表格的形式， 各數(shù)據(jù)如下所示：車輛在北人站交叉口的延誤數(shù)據(jù)如表3 所示：

車輛在北人站交叉口平均排隊(duì)長(zhǎng)度如表4 所示：

由表3、 表4 可以看出VISSIM 的仿真精度是很高的， 可以滿足地鐵施工期間交通導(dǎo)行方案評(píng)價(jià)的精確度要求， 可以比較真實(shí)的模擬地鐵施工的環(huán)境和交通要求。

2 北人站交叉口交通導(dǎo)行優(yōu)化方案

2.1 優(yōu)化方案的提出

在原方案的基礎(chǔ)上結(jié)合交通調(diào)查提出如下優(yōu)化方案：

（1） 禁止左轉(zhuǎn)： 在北人站交叉口四個(gè)進(jìn)口道設(shè)置禁止車輛左轉(zhuǎn)的標(biāo)志， 可減少交叉口車輛擁堵混亂的現(xiàn)象。

（2） 車輛分流： 根據(jù)非平衡分配方法中的最短路方法和多路徑—容量限制分配方法及對(duì)各個(gè)路段交通量的調(diào)查數(shù)據(jù)， 各條道路的路網(wǎng)寬度和通行能力， 對(duì)建設(shè)大街和中山路上的車輛進(jìn)行交通分流， 為減少車輛行駛沖突， 建設(shè)南大街的三條車道中應(yīng)單獨(dú)留出一條車道供中山路右轉(zhuǎn)車輛行駛。分流結(jié)果如下：

建設(shè)大街北向南方向： 和平路150， 園明路75， 正東路75； 建設(shè)大街南向北方向： 裕華路100， 范西路50； 中山路東向西方向： 體育大街150， 育才街75， 廣安大街75，春園街75； 中山路西向東： 平安大街100， 休門街75， 休門街禁止停車， 盡量減少直行通過(guò)的車輛， 可在平安大街交叉口、 休門街交叉口懸掛警示標(biāo)牌。

車輛在各道路上的分流情況如圖3 所示：

分流方案的實(shí)施：

分流時(shí)可以通過(guò)信號(hào)配時(shí)來(lái)控制， 如建設(shè)大街北向南方向的分流， 可以通過(guò)調(diào)節(jié)在建設(shè)大街與和平路、 健康路、 園明路、正東路交叉口的信號(hào)配時(shí)達(dá)到目的， 減少這些交叉口的綠燈時(shí)間， 增加紅燈時(shí)間， 同時(shí)在信號(hào)燈旁邊設(shè)置前方施工、 車輛繞行等提醒標(biāo)志。

（3） 優(yōu)化信號(hào)配時(shí)： 在原信號(hào)配時(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行信號(hào)配時(shí)的優(yōu)化， 優(yōu)化后的信號(hào)配時(shí)如下表5 所示：

表5 優(yōu)化方案信號(hào)配時(shí)表 單位： s

2.2 優(yōu)化方案適用性的仿真

將調(diào)查數(shù)據(jù)和分流后的數(shù)據(jù)分別輸入VISSIM 仿真軟件中， 進(jìn)行仿真， 得到延誤和平均排隊(duì)長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)如表6、 表7 所示：

表6 各方案交叉口延誤 單位： s

表7 各方案交叉口平均排除長(zhǎng)度 單位：m

2.3 優(yōu)化方案評(píng)價(jià)

信號(hào)交叉口交通服務(wù)水平如表8 所示， 優(yōu)化方案的評(píng)價(jià)可根據(jù)此表來(lái)確定。

表8 信號(hào)控制交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)

由表8 信號(hào)交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)可以看出： 在交通延誤方面， 未優(yōu)化以前北人站交叉口的服務(wù)水平是最低的， 三個(gè)方向的延誤均超過(guò)60s， 優(yōu)化后各個(gè)交叉口的服務(wù)水平均已提高到我國(guó)信號(hào)交叉口服務(wù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)的C 級(jí)， 交叉口的延誤和平均排隊(duì)長(zhǎng)度均有不同程度改善， 其中交叉口的延誤減少到40s 左右。 因此， 此優(yōu)化方案已達(dá)到駕駛員和乘客可以接受的服務(wù)水平， 優(yōu)化方案適用于北人站交叉口的交通改善。

3 小 結(jié)

VISSIM 交通微觀仿真軟件可以很精確、 直觀地模擬出一些道路的特有特征和路況條件， 在施工期間交通導(dǎo)行方案的評(píng)價(jià)中起著很重要的作用， VISSIM 軟件中的很多參數(shù)都可以很直觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)一個(gè)交通導(dǎo)行方案的好壞。 同時(shí)從本文中還可以看出交叉口信號(hào)配時(shí)的重要性， 一個(gè)好的信號(hào)配時(shí)對(duì)減輕交通擁堵起到的作用是很大的； 而且交通的疏導(dǎo)是一個(gè)綜合性的疏導(dǎo)，要從多方面來(lái)入手進(jìn)行疏導(dǎo)。

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