路邊停車位對道路通行能力影響的仿真研究

梁光勝，田璐，李朝洋

（華北電力大學電氣與電子工程學院，北京，102206）

0 引言

近年來，我國的停車基礎設施供應難以滿足需要，為了緩解停車壓力，許多城市在道路上設置了路邊停車位[1]。路邊停車位的設置，雖然在一定程度上緩解了停車位不足的問題，但直接影響了道路的通行能力。若停車位設置不當，很容易加劇交通擁堵。因此，有必要對路邊停車位進行科學合理的規(guī)劃[2]。

目前，國內(nèi)外關于路邊停車位對道路交通的影響進行了大量研究并取得了豐富成果[3-10]，但主要是以一條道路為研究對象的局部研究，沒有考慮多條路段之間的相互影響。對于已經(jīng)設置路邊停車位的路段，還應分析論證其科學性和合理性。本文從實際調研出發(fā)，結合VISSIM軟件仿真，考察多條路段上路邊停車位對道路通行能力的影響，分析了路邊停車位設置是否合理，對路邊停車位的設置與管理方法提出建議。

1 研究區(qū)域

北京市昌平區(qū)回龍觀地區(qū)常住人口數(shù)量較大，昌平區(qū)第七次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示：截止到2020年底人口數(shù)量接近42萬。為解決居民停車難問題，在機動車道路上設置了很多路邊停車位，結果導致在早晚高峰時段車輛擁堵情況頻繁出現(xiàn)。本文以回龍觀地區(qū)為研究對象，通過實際調研并應用VISSIM交通仿真軟件，分析此區(qū)域道路交通狀況，從而優(yōu)化停車位區(qū)域設置。

通過對北京市昌平區(qū)回龍觀地區(qū)道路交通狀況的考察，選擇具有代表性的如圖1所示的幾條路段著重研究。研究區(qū)域主要集中在圖1中紅色劃線部分的干路機動車道和四個十字路口，上方道路為龍禧二街，下方道路為龍禧三街，左方道路為育知西路，右方道路為育知路。為了方便起見，將道路劃分為十二條路段，龍禧二街(紅色)西段、中段、東段，龍禧三街（黃色）西段、中段、東段，育知西路（藍色）北段、中段、南段，育知路（綠色）北段、中段、南段。

2 現(xiàn)場調研

2.1 信號燈時長

對圖1中四個十字交叉路口信號燈控制時長進行考察和統(tǒng)計，如表1所示。

表1 交叉路口信號燈控制時長一覽表

2.2 車流量統(tǒng)計

經(jīng)過現(xiàn)場調研發(fā)現(xiàn)，上述十二條路段在靠近交叉口時，由雙向四車道轉變?yōu)殡p向六車道如圖2所示，一車道為右轉車道，二車道為直行車道，三車道為直行左轉車道。

圖2 交叉口示意圖

在進行車輛統(tǒng)計時，可按直行、左轉、右轉分別統(tǒng)計。由于不同類型車輛長度差別較大，可將車輛類型劃分為小客車、大型客車、大型貨車、鉸接車四種類型。調研時間可分為早高峰（7：00-9：00）和晚高峰（17：00-19：00）。將攝像機放置在待測路段，對道路交叉口現(xiàn)場過往車輛進行錄制，再經(jīng)過統(tǒng)計獲得車流量數(shù)據(jù)。龍禧二街和育知西路交叉口的早高峰車流量統(tǒng)計情況如表2所示。

表2 龍禧二街和育知西路交叉口的早高峰車流量統(tǒng)計一覽表

由于篇幅所限，龍禧二街和育知西路交叉口的晚高峰車流量統(tǒng)計和其它三個交叉口的早晚高峰車流量統(tǒng)計不再一一列出。

根據(jù)《城市道路工程設計規(guī)范》，車輛類型折算系數(shù)如表3所示。表2中的交通量是以小客車為基準，將其它類型車輛交通量進行折算得到[11]。

表3 車輛類型折算系數(shù)

2.3 路邊停車位調研

此區(qū)域路段中路邊停車位均設置在機動車車道上，停車位長度約6m，寬度約2.5m。通過逐一走訪各路段，記錄路邊停車位的位置和數(shù)量以及停車位使用的比例和停車時間，此區(qū)域共計412個路邊停車位。

3 基于VlSSlM軟件的道路模型構建與交通流仿真分析

3.1 道路模型構建

利用實際調研得到的路況數(shù)據(jù)，基于VISSIM軟件構建了如圖3所示的研究區(qū)域道路模型。此區(qū)域包含眾多居民小區(qū)，早晚高峰時段，由于上下班通勤，有許多車輛進出小區(qū)，給道路交通帶來了不可忽視的影響。為更貼近實際情況，這些小岔路也被繪制在道路模型中。

圖3 基于VISSIM軟件的研究區(qū)域道路模型

3.2 仿真參數(shù)設置

首先，根據(jù)表1中信號燈控制時長，在VISSIM軟件中進行信號燈配時參數(shù)設置。

其次，設定車流量，車流量數(shù)值采用不同車輛類型經(jīng)過換算的交通量。不同行駛方向的車流量根據(jù)表2中不同行駛方向的交通量比例進行分配。在交叉口需要設定路徑?jīng)Q策，此功能可實現(xiàn)車輛在經(jīng)過路口時不同行駛方向車流量的分配。根據(jù)道路行駛規(guī)則，每個路口可按照直行、左轉、右轉設定三個路徑?jīng)Q策。

第三，根據(jù)對路邊停車位的調查情況，在構建的道路模型中添加路邊停車位，停車位為圖3中藍色小長方形，共計412個。根據(jù)調研數(shù)據(jù)，設定停車比例和時間。

3.3 道路交通流仿真分析

在12條路段的兩個行駛方向上分別添加行程時間檢測器，總計24個。將3.2中添加的路邊停車位的停車率設置為0，運行軟件，得到行程時間。由于停車率為0，此時得到的行程時間就是車道上沒有設置路邊停車位的行程時間。將路邊停車位的停車率每次增加0.1，依次進行仿真，直到1為止。將所得數(shù)據(jù)整理，可繪制出車輛行程時間隨路邊停車位停車率的變化折線圖。為更直觀的研究路邊停車位對道路交通流量的影響，將不同停車率的行程時間減去停車率為0時的行程時間，可得到各個路段不同停車率的延誤時間，如圖4所示。

圖4 車輛延誤時間仿真圖

根據(jù)《公路工程技術標準》（JTB B01—2014），公路路段服務水平分級情況如表4所示。把二、三、四級公路路段服務水平的延誤率作為路邊停車位設置是否合理的評價標準。四級服務水平的交通流處于穩(wěn)定流范圍下限，但是車輛運行明顯受到交通流內(nèi)其他車輛的相互影響，速度和駕駛的自由度受到明顯限制。交通量稍有增加就會導致服務水平的顯著降低，駕駛人員身心舒適水平降低，即使較小的交通事故也難以消除，會形成很長的排隊車流[12]。因此，將四級服務水平的上限即延誤率80%作為評價各個路段停車率－延誤時間的界限。

表4 公路路段服務水平分級表

將各個路段的行程時間乘80%，得到延誤時間界限，并找出此時對應的停車率，如表5所示。

表5 研究路段的延誤時間和對應停車率一覽表

以表5中對應的停車率為參考標準，將這些路段劃分為A、B、C三類：

A類：對應停車率是1.0和0.9的路段，包括龍禧二街西段向東、龍禧二街東段向東、育知西路南段向南、育知路中段向北、龍禧三街西段向西五條路段。此類路段設置的路邊停車位對車輛通行時間影響較小，有的路段即使停車率為1.0，延誤時間仍未超過行程時間的80%，說明這些路段的服務水平基本在四級水平之內(nèi)。這些路段的通行能力具有一定空間，可在適當位置添加路邊停車位。

B類：對應停車率是0.6、0.7和0.8的路段，包括龍禧二街西段向西、龍禧二街東段向西、育知西路北段向南、育知西路北段向北、育知西路中段向南、育知路北段向南、育知路北段向北、育知路南段向南、育知路南段向北、龍禧三街東段向東十條路段。此類路段設置的路邊停車位對車輛通行時間影響較大，當有較多停車位處于使用狀態(tài)時，路段的服務水平不能保持在四級之內(nèi)。對于這些路段，可以采取停車位按時間開放的政策，在車流量較大時段，例如早高峰和晚高峰時段，可以減少開放的停車位，只開放六到八成數(shù)量的停車位；在車流量較小時段，例如夜間，可以開放全部的停車位。

C類：對應停車率是0.4和0.5的路段，包括龍禧二街中段向東、龍禧二街中段向西、育知西路中段向北、育知西路南段向北、育知路中段向南、龍禧三街西段向東、龍禧三街中段向東、龍禧三街中段向西、龍禧三街東段向西九條路段。此類路段設置的路邊停車位對車輛通行時間影響很大，很多路段使用的停車位不足一半時，延誤時間就超過80%，這些路段的服務水平大多情況下不能保持在四級之內(nèi)。這說明這些路段設置的路邊停車位過多，嚴重影響了道路通行能力，應當撤除一部分路邊停車位。

4 結語

通過對北京市昌平區(qū)回龍觀地區(qū)道路交通情況的實際調研，基于VISSIM軟件的道路模型構建與仿真分析，得到了各個路段車輛延誤時間和路邊停車位停車率的關系，即車輛延誤時間隨著路邊停車位停車率的增加而增加。以延誤時間和停車率為指標，以四級公路服務水平為參考標準，將各路段劃分為A、B、C三類，評價結果如下：A類路段保持有一定通行能力，可適當增加一些路邊停車位；B類路段可采取停車位分時管理方法，高峰時段禁用一部分路邊停車位；C類路段需撤除一部分路邊停車位。