基于VISSIM的城市交叉口仿真优化

葛丽娜，黄子龙，唐阳山

(辽宁工业大学 汽车与交通学院)

交叉口是交通拥堵和事故的多发地带，对交叉口及其周边区域进行合理地交通规划意义重大。传统的城市交叉口数量众多，改建难度大，因此在现有基础上进行交通组织优化对缓解交通拥堵问题具有重要现实意义。

1 交叉口现状

柳泉路为淄博市主干道之一，其周边集中了众多商业网点，地理位置优越。沿线高层林立，居住人员密集，交通量大，区域现状如图1 所示。

图1 交叉口周边区域现状图

选取柳泉路较为拥堵的交叉口作为研究对象，根据交叉口几何尺寸与交通状况表1 所示画出交叉口几何平面图，如图2。

由图2 可知，柳泉路南北进口道分别为四车道，出口道分别为三车道;新村路东出口为三车道并且有右转直行和左转直行混合行驶车道;仅新村路西进口设有左转待驶区。

表1 交叉口部分几何尺寸与交通状况表

图2 交叉口几何示意图

分别对交叉口各个进口方向车流量进行统计，统计结果如图3 所示，高峰小时交通量如图4 所示。

图3 交叉口各个方向24 h 流量统计(单位:标准车)

图4 交叉口高峰小时流量流向(标准车/小时)

现有交叉口采用四相位信号控制，信号配时情况如表2所示。周期长度为113s，各相位黄灯时长3s，绿灯时长根据车流量大小而有所不同。

表2 现状信号配时方案

2 交叉口问题分析

2.1 数据分析

由调查数据计算可知，到该交叉口的最大饱和度为北进口0.89，平均每车的延误最高值为南进口45s，交叉口的整体服务水平为D 级，整个交叉口高峰小时的总停车次数为2 430 次，通行能力达到6 350 辆/小时，总排队长度为360 m。具体数据见表3。

表3 交叉口现状数据表

由表3 可知，东进口服务水平最差，南北进口服务水平次之;东进口的左转延误高达84 s;南北进口的停车次数和排队长度高于其它路口;南北进口直行与东进口左转饱和度较高。因此东进口左转与南北进口需要改进。

2.2 现状模拟仿真

根据现有调查数据，运用VISSIM 仿真软件进行仿真，交叉口现状仿真情况如图5 所示。

图5 交叉口现状仿真图

3 问题分析

3.1 存在问题

目前，该交叉口实施了一些交通管制措施，但仍然存在着不少的问题，主要有如下几点:

(1)交叉口进出口道以及公交站台设置不合理。南北方向的柳泉路作为主干道路，车流量较大，特别是直行车辆较多，而交叉口南北进口道直行只有两个车道，不能满足高峰时期车辆快速进出交叉口的需求。交叉口进口道附近设有公交站点，公交车频繁进出公交站点对主线交通流产生严重干扰，给行人过街带来安全隐患。

(2)非机动车道占用现象严重。很多车辆占用非机动车道作为停车场所，一些非机动车不得不挪到机动车道上行驶，给非机动车驾驶员带来安全隐患。东西方向新村路的非机动车交通量较大，而非机动车道不能满足需求，特别是东进口的非机动车道，不仅道路较窄，而且有树木遮挡，影响了非机动车及行人的行驶。南北进口道的道路较宽而非机动车相对较少，导致利用率不高。

(3)交叉口的部分交通标志标线设置不完善。新村路东出口为非机动车道，但是没有任何标志标线，机动车常与非机动车混行，增加了安全隐患并且在一定程度上影响了道路的通行能力;由于西进口内调头车辆多，而调头标志标线不明显，而且左转与掉头车辆共用一个车道，所以易发生冲突。

(4)西进口直行交通量较大，但是东出口仅三条车道而且左转与直行，右转与直行混行，所以交通冲突明显增多。另外东出口的分隔带对车辆的影响较大，此处设置很不合理。

(5)交叉口面积过大，导致车辆行车轨迹混乱，冲突增多，司机与行人注意力分散，容易发生交通事故。同时，也使停车线之间的距离过长，信号周期内交叉口清场时间过长，使行人过街困难。车辆通过交叉口时速度越快，追尾及左转车与直行车发生事故的危险性增大，也容易引发左右转车与横过人行道的步行者之间的事故。

(6)交通参与者的安全法制意识淡薄，突出表现在交叉口抢道、绕道行驶和路段左转违章。为了在最短的时间内通过交叉口，部分机动车驾驶员无视道路交通安全，争道抢道，强行左转，这样人为降低了单位时间路段交通流量;行人乱闯红灯现象严重，在交叉口附近随意横穿道路，也给交通部门的管理工作带来不便。

3.2 改善设计

根据交叉口存在的问题，对该交叉口进行了改善设计，主要有以下几点:

(1)合理划分车道功能。根据交通调查资料将西进口左转和掉头车道划分出掉头专用车道;由于南北向的非机动车相对不拥堵，所以缩窄非机动车道并将绿化带拆除，将柳泉路南北向车道扩展一车道，进口道改为五车道，出口道改为四车道;东出口道也扩为四车道，增加一直行车道;由于东西进口的非机动车较多，所以将非机动车道拓宽。修改后的交叉口如图6 所示。

图6 交叉口改善图

(2)完善道路的标志标线，加强维护中央护栏。对交叉口现有的停车线、车道线、人行过街横道线及调头标线进行完善和补充。具体标准为机动车停车线距离人行横道线为1.5 m ，入口道与出口道必须用双黄实线隔开，交叉口进口道的不同车道之间用黄实线分隔，出口道各车道之间用白虚线分隔，交叉口内设计左转轨迹线或引导线;公路护栏可以在一定程度上减少车辆左进左出现象的发生，改善交叉口运行状况。

(3)加强道路沿线经营场所综合整治，优化交叉口周边交通环境。综合整治公路沿线经营场所，规范公路两侧建筑、服务设施，优化交叉口交通环境;优化交通流汇集场所的进出口，尽量避免与公路上车流的直接冲突。

(4)改善公交系统，大力推进公共交通优先政策。倡导以城市公共交通为导向的土地利用形态，建立以常规公交为主体，出租车等为补充的公交体系;柳泉路作为淄博市的城市干线，承担了大量的城市区间交通，柳泉路上车辆以小客车为主体。所以，提高公交服务水平，对于减少小汽车出行，缓解柳泉路交通压力，有着重要意义。

(5)加强交通管理。首先应加强交通管理部门自身建设，使警力、经费、管理手段、科学技术力量的投入适应城市人口和机动车保有量的快速增长的需求;其次应加强路面交通管理，消除非法占道停车，加大对机动车、非机动车违法的执法力度，及时处理交通事故等突发事件，及时向公众提供交通信息，通过各种手段营造秩序井然、畅通的交通环境。

(6)改善交叉口信号配时。信号配时修改方案如表4所示。

表4 信号配时修改方案

4 交叉口优化仿真

根据优化方案得到的仿真结果如表5 所示。

图7 交叉口优化方案仿真图

由表5 可知，优化后的交叉口的最大饱和度减小到0.79;平均每车延误为38.3s，减少了20%，所有进口的车均延误更加均衡;总的排队长度从现状的357 m 减少到305 m，减少了15%;总的通行能力从现状的6 346 辆/h 增加到7117辆/h，增加了12%;交叉口的整体服务水平为C 级;总的停车次数和排队长度与优化前有减少，交叉口的交通状况得到了有效改善。

表5 优化仿真结果表

5 结 论

通过对柳泉路与新村路交叉口及其周边区域进行交通调查分析，揭示了交叉口拥堵的内因。应用VISSIM 微观交通仿真软件对交叉口进行信号配时优化，空间优化设计，使交叉口的服务水平提高了一个等级。为解决城市交叉口问题提供了依据。

需要指出的是，本文对交叉口的交通组织优化仅仅是根据机动车的交通流特性研究的，非机动车特别是电动车对交通流的运行也有很大影响，所以应该同时对非机动车的交通流特性进行研究。另外，本文研究主要是针对单个交叉口进行的，多个交叉口联动的情况尚未研究，今后可以考虑多个交叉口协调组织优化。

［1］徐吉谦.交通工程总论［M］.北京:人民交通出版社，2002.

［2］姜桂艳.丁同强.交通工程学［M］.北京:国防工业出版社，2007.

［3］裴玉龙，张亚平.道路交通系统仿真［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［4］孙超，徐建闽.基于VISSIM 的城市交叉口改善优化研究［J］.广东公路交通，2010，(3):15－21.