信控交叉口上游港湾公交停靠站仿真研究

苏杜彪，刘小勇，关雅丽，赵 顺

（新疆农业大学 机械交通学院，新疆 乌鲁木齐830052）

港湾公交停靠站是在停靠站处将路段予以适当拓宽，使公交车在停靠途中不影响其他车道正常运行，保证路段的其他车辆正常运行的一种设站方式。根据布设位置可分为交叉口上游停靠站，交叉口下游停靠站和路段停靠站。

国内外研究学者多认为停靠站设置于上游可以利用交叉口红灯时间进行上下客，以减少停靠延误。国内许多城市也将公交停靠站设置于交叉口的上游，但停靠于交叉口处的停靠站会使交叉口车道通行能力折减，容易引起交通堵塞。在交通安全方面，设置于交叉口的停靠站容易遮挡驾驶人视线，带来交通安全问题，因此，合理确定并探讨位于交叉口上游的停靠站设置十分必要。基于此，这里的研究重点是交叉口上游的港湾公交停靠站。

1 VISSIM仿真与运行

1.1 停靠过程对路段微观过程的影响分析

公交车停靠过程是引起其他社会车辆延误的原因之一，其停靠过程可以描述为变道准备进入停靠站、减速驶入、停车、加速驶出，如图1所示。在变道准备进入停靠站时，一些公交车会从其他车道驶入停靠站相邻的车道，这种强制交织的行为会阻碍交通流的正常运行，在交通量较大的路口，会干扰车辆进入交叉口的进口道。在减速驶入停靠站与加速驶出阶段时，都会对相邻车道特别是右转车流造成较大影响。

应用VISSIM仿真软件，在不同饱和度下的信号控制交叉口，针对交叉口上游不同位置进行仿真测试与分析。

1.2 vissim仿真过程

1）插入底图，按照底图和实际比例绘制道路图，这个过程的精度决定整个仿真过程的结果；

2）完善交叉口的建立，根据车辆的流向创立路径决策、流量比例分配，创建信号控制机；

3）创建公交停靠站与线路，按实际情况创建停靠站点与线路走向，设置线路的发车频次，选择公交停靠站形式并定义站点规模，选取停车时间分布；

4）车辆输入，定义车辆类型并标定车型比例，创建车速分布，在路段上按照实际车辆数完成车辆输入；

5）检测器的设立，在路段创建数据监测点和行程时间决策点，在评价中激活延误、行程时间、排队长度和公交车等待时间等评价数据；

6）仿真结果输出，对输出评价结果进行分析。

图1 公交车进站过程

1.3 vissim仿真参数设定

1.3.1 交叉口基础参数设定

拟定主干道为双向6车道，次干道为双向4车道。交叉口车道宽度、规划展宽长度均按照《城市道路交叉口规划规范》中的信号控制交叉口规定来确定。

信控交叉口通行能力计算，采用《城市道路设计规范》中的推荐算法，即先计算出车道组的通行能力，根据影响系数对车道组进行修正，各个车道之和的通行能力即为该进口道通行能力之和，进而得出进口道饱和度并进行计算，仿真数据如表1所示。

表1 信号交叉口仿真基础数据

信号相位计算，采用F·韦伯斯特－B·柯布理论计算，最佳周期计算公式为

式中:C为最佳公用周期，L为交叉口损失时间，Y为关键相位最大流量比之和。

当最大流量比之和Y＝0.9，按照各个相位绿信比进行计算相位时长，其最小绿灯时间应不小于最小行人安全过街时间进行计算，可算出交叉口最小绿灯时间为18s，最小绿灯时间计算公式为

式中:gmin为最小绿灯时间；LP为行人步行速度，本次仿真取1m／s；vp为过街长度。

通过计算，得出本次仿真信号配时方案，如表2所示。

表2 信号交叉口信号配时方案

1.3.2 公交参数

仿真中，公交车速分布的设定采取乌鲁木齐市综合交通调查卷，居民出行调查分析统计值如表3所示，得到全日平均公交行程速度约为15km／h，本次仿真公交车的平均车速取15km／h。

公交线路设定为4条，发车频次分别为2min、3min、5min和8min。停靠站长度依据《城市道路交叉口规划规范》中推荐的计算得出，设定停靠站长为25m。

表3 乌鲁木齐市公交平均、最大、最小形成速度及服务人数统计表

1.3.3 仿真运行

仿真时间设置为7 200s，保证数据的平稳有效。通过以上参数设定并建立模型，运行VISSIM软件输出仿真评价结果，仿真效果如图2所示。

图2 VISSIM仿真模型示意图

1.4 仿真结果输出与分析

选取进口道公交停靠站对进入交叉口其他社会车辆所导致的延误减少量作为评价指标。根据以上假设条件运行仿真结果输出，得出了在不同饱和度下，港湾式停靠站在信号控制交叉口与本进口道停车线之间的距离，及其与延误减少量间的关系，如图3所示。

图3 不同饱和度下站点位置与延误减小值关系

由图3分析可知，当饱和度较大时，港湾式公交停靠站与交叉口进口道停车线之间的距离，与进口道每车平均延误减少值呈反比。当饱和度较小时，港湾式公交停靠站与交叉口进口道停车线之间的距离，与进口道每车平均延误减少值成正比，但其程度小于饱和度较大时的值。进而可以得到，在不同饱和度下，港湾式公交停靠站的最佳位置以及对应服务水平，如表4所示。

表4 不同饱和度下停靠站最优位置

2 实例分析

以乌鲁木齐市沙依巴克区南昌路－南昌南路交叉口为例，其南进口上游处有港湾式公交停靠站南昌路口站，站台距离停车线65m。其南进口流量左转393veh／h，右转70veh／h。南昌路口站的公交线路有907路、301路、29路、905路共四条公交线路停靠。交叉口信号周期96s，南进口通行时间39s。据交叉口基础参数设定中计算饱和度的方法，得出南进口饱和度为0.44。由表4的值可知通过插值找到饱和度为0.44条件下停靠站距停车线的最优距离，为35m。

输入以上参数，通过VISSIM软件仿真运行可以得到停靠站点位于65m处延误为24.1s，前移至35m处延误为21.3s，延误值减少了11.6%，如表5所示。

表5 公交停靠点移动前后延误表

3 结束语

公交停靠站的设置会影响道路的运行效率，我国大多城市的主干道公交停靠站都已将直线式停靠站改造为港湾式停靠站，以解决路段饱和较大时公交车与其他车辆超车时引起的交通堵塞，而停靠站的布设位置与所在路段的饱和度有关。基于VISSIM仿真软件，对不同饱和度下的布站位置进行探讨，得到了不同饱和度下信控交叉口下游设置港湾停靠站的最佳距离，为停靠站改站提供了一定的依据。因条件所限，还未将停靠站点与发车频次、据停车线距离和饱和度三者关系进行研究。因此，在下一步研究工作中应着重考虑各种影响因素之间对停靠站点的影响，寻求多因素影响下的最优寻址地点。

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