基于VISSIM軟件對高校門口路內停車優(yōu)化仿真研究

王焱　陸兆鈉　黃金龍　左萍萍　繆偉志

摘 要：在高校的門口人流與車流集中，該路段非機動車道路內停車容易產生擁堵的現(xiàn)象，本文以南通理工學院為例獲取數(shù)據(jù)并進行優(yōu)化研究，在充分遵循公共交通組織和規(guī)劃設計原則基礎上，采用法律法規(guī)的手段對路內停車行為進行約束，并用VISSIM軟件對該方案進行模擬仿真得出行程時間、延誤、排隊長隊等參數(shù)。通過對優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)分析得到，該方案在同時段同等情況下，汽車在高校門口路段的通過時間最多縮短5.1s，延誤最多降低了5.3s，排隊長度最多減少了2m，并且減少了停車次數(shù)，證明了方案的可行性，為高校門口處的交通優(yōu)化提供典型的參考案例。

關鍵詞：交通擁堵 仿真優(yōu)化 路內停車 VISSIM軟件

Optimization and Simulation of on road parking in North Gate of school based on VISSIM software

Wang Yan Lu Zhaona Huang Jinlong Zuo Pingping Miao Weizhi

Abstract：At the entrance of colleges and universities， the flow of people and vehicles is concentrated， and parking on non-motorized roads in this section is prone to congestion. This article takes Nantong Institute of Technology as an example to obtain data and conduct optimization research. On the basis of fully following the principles of public transportation organization and planning and design， Laws and regulations are used to restrict on-street parking behavior， and VISSIM software is used to simulate the scheme to obtain parameters such as travel time， delays， and long queues. Through the analysis of the data before and after the optimization， the scheme can shorten the passage time of the car at the entrance of the university by up to 5.1s， the delay by up to 5.3s， the length of the queue by up to 2m， and the number of parking times under the same conditions at the same time. ， Proved the feasibility of the scheme， and provided a typical reference case for traffic optimization at the entrance of colleges and universities.

Key words：traffic congestion; Simulation optimization; On road parking; VISSIM software

1 引言

當前，城市中的停車困難問題越來越凸顯，由于停車泊位緊缺，車輛隨意停放的情況嚴重，不僅會影響正常的交通工具運行，還會嚴重干擾交通秩序，形成交通安全隱患[1]。高校的學生上下課放學的時間固定與上下班高峰期重合，在校門口容易造成交通擁堵的情況發(fā)生。何南等人[2-3]以大連交通大學校門口為例對交通組織方式進行優(yōu)化，并使用Anylogic軟件進行仿真，得出同等條件下通行時間縮減13%，但缺少考慮路內停車的問題。盛宇等人[4-5]，對無信號控制T型交叉口進行研究，采用了可接受間隙理論使用Vissim軟件進行仿真，提出了在單一車流下理想的通行條件，但是未考慮高校路口與商業(yè)街等交通復雜情況。裴亞男[6]以天津市中小學門口為例，設計多種組織優(yōu)化方式，但是未對高校的情況進行研究。

本文以南通理工學院為例，為了緩解學校北門周邊上下學與節(jié)假日期間的交通擁堵現(xiàn)象，減少交通延遲，對其交通組織方式進行了優(yōu)化。通過實地考察，確定了在規(guī)劃區(qū)域內所有建筑物使用情況、路網架構、交通流線的組織和交通量，分析了其運行的特點以及存在的問題。在充分遵循公共交通組織和規(guī)劃設計原則基礎上，取消了路內停車，對重新規(guī)劃的公共道路進行VISSIM微觀仿真，并對其中的仿真和評估數(shù)據(jù)進行對比，分析優(yōu)化前的方案與優(yōu)化后的方案改善的效果。

2 數(shù)據(jù)收集

2.1 校門口情況分析

南通理工學院門口大量的機動車輛占據(jù)了包括非機動車行橫道、人行道和街區(qū)等的白色道路交通空間，存在著安全隱患問題和交通隱患。并且當學生放學后在學校北門打車時，司機在非機動車道路上的停車行為很容易加劇交通擁堵等一系列交通問題。這種綜合性交通結構造成放學后與節(jié)假日的高峰時段學校北門門口道路的交通量具有較大的高強度，形成了眾多公共交通出行方式為主體的一條混合性復雜的交通線路。這種交通線路若不加以有效管理，會嚴重降低學校北門道路上的通行速度和效率，影響到學校周邊各類交通流的正常運行。

2.2 實地數(shù)據(jù)采集

學校北門的無信號控制T型交叉口交通擁堵主要發(fā)生在車流量和人流量的高峰時期，而本校人流量高峰時間為放學時間段，所以本文數(shù)據(jù)采集時間為周五下午五點后，數(shù)據(jù)收集時間為一小時，收集時間周期內交叉路口行車數(shù)量以及放學后出校過街學生人數(shù)，用于定量研究，分析交通擁堵原因，同時，因為道路交叉口為無信號控制交叉口，所以本次研究不考慮信號周期因素。表1為采集數(shù)據(jù)：

3 交叉口交通條件及仿真設置

3.1 VISSIM仿真

VISSIM是一款基于對車輛自動駕駛和行為的微觀交通仿真分析軟件，與傳統(tǒng)的現(xiàn)場實測相比，交通仿真和模擬技術不但形式靈活，還可以有效地節(jié)約建設工程造價。在進行仿真的過程中，可以首先對其進行驗證和仿真，在驗證沒有任何錯誤后，然后再次進入項目驗證和仿真，降低實際測試項目的次數(shù)，縮減測試項目的費用。

3.2 VISSIM仿真模型構建

第一步：輸入背景地圖，為了真實地反映當前的道路和周邊情況，把南通工學院北門道路的衛(wèi)星地圖數(shù)據(jù)作為基礎底圖，然后將其導入VISSIM軟件，調整至真實的道路現(xiàn)狀相對比例。

第二步：車道布設，車道的架構決定了仿真模型車輛運行的真實性，尤其是在交叉路口，涉及非機動車道、左右轉車道。車道布置好后，設置與實際相符的速度、減速區(qū)域、沖突區(qū)域等。

第三步：流量分配，在輸入交通量之前，先對各個進口道路段進行路徑的分配， 本文考慮了路徑走向以及路徑所經過的汽車道采用靜態(tài)路徑分配，在路徑劃定分配點的左右兩個方向上來設置汽車通行的比例。

第四步：設置優(yōu)先讓行，南通理工學院北校門道路為無信號燈控制T字型交叉路口，東西進口道為雙車道。綜合考慮校北門道路交叉口混合車流的通行情況，在研究無信號控制交叉口交通流通行情況時，采用圖1所示情形。

其中，優(yōu)先級控制策略采取的是將各交通流的優(yōu)先級順序劃分為：①交通流1、2、3、6、8;②交通流5、7;③交通流4。具體運行過程如下：交通流5利用交通流2的空間交叉，交通流7利用交通流1和2的間隙交叉，交通流4利用1、2和7的間隙交叉。

第五步：仿真模型運行，通過以上所有操作，新建模型按照當前信號控制方案進行初步模擬，對不符合當前運行條件的地方進行修改，直至與當前交通運行條件相似。圖2為北門道路無信號控制交叉路口的仿真模型模擬場景示意圖。

第六步：設置常用的檢測器，本節(jié)實驗中，在東進口道、南進口道、西進口道都設置了車輛數(shù)量檢測器、延誤、行程時間、排隊長度和排隊次數(shù)等。

第七步：參數(shù)評價，檢測器設置完畢后，運行仿真模型并獲得評價參數(shù)。

4 評價結果

從表2可以看出：優(yōu)化后，在交通延誤方面，南通理工學院北校門無信號控制交叉口服務水平較高，西出口道處于C級服務水平（行車略有一些阻礙，但在可接受范圍內），東出口和南出口道處于B級服務水平（略微需要一些等待，司機與乘客基本滿意），延誤時間均小于20s，在道路上行駛時雖需一些等待時間，但駕駛員和乘客都還基本滿意，可以接受，整體交通情況比較通暢。在同時段同等情況下，汽車在高校門口路段的通過時間最多縮短5.1s，延誤最多降低了5.3s，排隊長度最多減少了2m，并且減少了停車次數(shù)，相比較于優(yōu)化前，交通現(xiàn)象具有明顯改變，所以優(yōu)化后得到的方案可行。

5 結語

本文針對南通理工學院北校門口處無信號控制T型交叉路口的擁堵，開展實地調查收集數(shù)據(jù)，分析原因并研究其通行能力，最后建立模型仿真模擬交叉口現(xiàn)狀，得出道路中車輛延誤、排隊長度、排隊次數(shù)等參數(shù)并進行評價。通過參數(shù)評價得出該方案可以有效緩解擁堵問題，保障人車安全。本次研究為解決南通理工學院北校門處交叉路口的交通問題提出了優(yōu)化方案，也可以給其他相關問題研究設計提供參考。

基金項目：南通市重點實驗室項目，項目編號：CP12017003，項目名稱：新能源汽車數(shù)字化開發(fā)與性能檢測技術。

參考文獻：

[1]戴帥，顧金剛，劉金廣.路內停車管理對策[J].城市交通，2012，10（05）：36-40.

[2]何南，李錚，何海濤，徐金辰，金承澤.大連交通大學校門口交通組織優(yōu)化仿真研究[J].大連交通大學學報，2020，41（06）：12-17+40.

[3]趙秀云，王健.VISSIM交通仿真軟件模型的構建[J].科技創(chuàng)新導報，2020，17（02）：11+13.

[4]盛宇，吳中.基于Vissim仿真軟件對無信號控制T型交叉口通行能力分析[J].交通與計算機，2005（01）：50-53.

[5]張春寧.VISSIM仿真系統(tǒng)在交通管控中的應用[J].道路交通管理，2019（06）：38-39.

[6]裴亞男. 中小學門口道路交通流綜合仿真和交通組織優(yōu)化研究[D].河北工業(yè)大學，2016.