城市道路交叉口仿真評價及優(yōu)化配時
引 言
交叉口是城市道路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,是道路網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點所在,也是城市道路的“瓶頸點”[1-3]。行經(jīng)交叉口的車輛及行人都會在交叉口處匯集,形成各種沖突點,因此常發(fā)生交通擁擠和交通事故。單點交叉口交通信號控制占城市交叉口的絕大部分,達(dá) 90% 以上[3,4]。因此,合理、有效地管理好單點交叉口的交通問題,是解決城市交通問題的關(guān)鍵。針對壽縣古城十字交叉口定時信號配時優(yōu)化進(jìn)行了深入的研究,古城內(nèi)的交通狀況有其自己的特點,城內(nèi)一般重型車數(shù)量很少,而且行人較多。
1 交叉口交通狀況調(diào)查
1.1 交通量調(diào)查
交通量是指在指定時間內(nèi)通過道路某點的車輛或行人數(shù)量,調(diào)查的對象包括行人、機動車和非機動車。調(diào)查平面交叉口的交通量,獲取交通量的實際情況,從而準(zhǔn)確地評價出交叉口的運行效能,進(jìn)一步提出交通管理控制的優(yōu)化方案。
采用人工調(diào)查的方法對壽縣古城十字交叉口交通量進(jìn)行了觀測,將交通流按車種和流向進(jìn)行分流,觀測點定為道路入口的停車線處,在次斷面上統(tǒng)計交通量,由1人統(tǒng)一計時, 數(shù)人同時計數(shù)。為直觀方便地分析交通量,將調(diào)查所得的數(shù)據(jù)列表整理后畫出折線圖,依據(jù)交通工程理論分析了該路口的通行能力。
1.2 交叉口延誤調(diào)查
交叉口延誤是評價交叉口服務(wù)水平的重要指標(biāo),延誤是指由于各種因素而引起的通行時間損失,包括控制延誤、固定延誤、停車延誤、排隊延誤、引道延誤和行駛延誤。在交叉口的某個入口引道安排 1人報時,2~3人觀測,1人記錄。報時員按預(yù)先設(shè)定的 15 s 的間隔來報時,報時間隔可由具體情況設(shè)定,觀察員統(tǒng)計停在停車線之后的車輛數(shù)量,統(tǒng)計員記錄。分開統(tǒng)計每分內(nèi)停駛車輛和非停駛車輛。要注意錯開調(diào)查開始時間和信號周期開始時間。
2 交叉口流量分析及評價
2.1 交叉口流量分析
根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù),交通高峰期為上午 10 點到 11 點和下午18 點到 19 點,該交叉口的南進(jìn)口(南大街)作為城區(qū)出入干道, 交通流量在交叉口各進(jìn)口中為最大。交叉口流量見表 1。
2.2 交叉口延誤分析
經(jīng)過調(diào)查分析,該十字交叉口延誤數(shù)據(jù)如下:
總延誤= 觀測停車數(shù)量× 觀測時間
=302×15=4 520(輛 · s);
停止車輛每臺平均延誤 = 總延誤 / 停駛車輛臺數(shù)
=4 530/226=20.04(s);
駛?cè)虢徊婵谲囕v每臺平均延誤 = 總延誤 / 駛?cè)虢煌?
=4 530/336=13.48(s);
停 駛 車 輛 百 分 比 = 停 駛 車 輛 數(shù) / 駛 入 交 通 量
=226/336×100%=67.26%。
實地調(diào)查數(shù)據(jù)計算得該十字交叉口的停駛車平均延誤比較長,停駛百分比為 67%,由測得的數(shù)據(jù)就可得出該交叉口的交通處于擁堵狀態(tài),和調(diào)查員所觀測到的情況相同。該路段的通行能力明顯不足,在道路改造與重新設(shè)計、規(guī)劃時應(yīng)重點考慮道路容量,提高道路的通行能力。
3 交叉口仿真分析及優(yōu)化
基于德國PTV 公司開發(fā)的微觀交通流仿真軟件VISSIM, 對該交叉口調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果與調(diào)查分析的結(jié)果進(jìn)行比較。交叉口仿真現(xiàn)狀如圖 1 所示。
根據(jù)經(jīng)驗,排隊長度和平均行程時間這兩個指標(biāo)可以比較準(zhǔn)確地反應(yīng)交通狀況,所以選擇排隊長度和行程時間為評價指標(biāo),評價結(jié)果見表 2。
結(jié)合圖 1 和表 2 中的數(shù)據(jù)均可得出南進(jìn)口的排隊長度較長,而且由表 2 中可看到,南進(jìn)口的行程時間較長,這說明南進(jìn)口的交通狀況擁堵比較嚴(yán)重,與實際情況相符。南大街是繁華的商業(yè)區(qū),車流量比較多,也比較擁堵。從表 2 中可以看出, 南進(jìn)口的左轉(zhuǎn)平均行程時間很長,其左轉(zhuǎn)的車輛也相應(yīng)的較多,對于這種左轉(zhuǎn)車輛較多的路口可以采用三相知,即增加左轉(zhuǎn)相位來改善交通狀況。
根據(jù)交叉口的交通流特性,在主要考察交叉口的通行能力與延誤這兩個因素的基礎(chǔ)上,重新設(shè)計配時方案來滿足交 通的需求。在交叉口應(yīng)用新的配時方案,并對改善后的交通狀 況進(jìn)行仿真分析,得到改善后的仿真結(jié)果,與原來的結(jié)果相比 較,結(jié)果見表 3。
4 結(jié) 語
經(jīng)改善后,交通狀況明顯得到改善,南進(jìn)口的排隊長度 明顯減小,改善前后的排隊長度相差還是比較大的,但是其 他進(jìn)口的排隊長度變化并不大,這說明優(yōu)化后的方案是可行的。 從仿真的結(jié)果比較來看,原南進(jìn)口的交通量被其他進(jìn)口分擔(dān), 因此降低了南進(jìn)口的交通壓力,改善了交通環(huán)境。