基于VISSIM 仿真的潮汐车道设置研究

魏超

[济南市市政工程设计研究院（集团）有限责任公司合肥设计院，安徽合肥230601]

0 引言

近年来，各大中城市因职住分离引发的潮汐交通现象愈发明显，一侧是道路严重拥堵、另一侧是车辆较少，道路资源空置，潮汐交通不仅带来了严重的交通拥堵，更是给有限的道路资源带来了大量浪费，因此，在增强道路供给的同时，如何最大化利用、分配、盘活有限的道路资源，已成为缓解道路拥堵、降低出行成本的重要手段。因此，针对潮汐交通的产生原因，结合不同的道路交通条件，合理设置潮汐车道，已成为缓解交通拥堵的重要手段，以合肥市望江西路为例，深入分析其潮汐交通的成因，根据现状道路资源条件，科学合理设置潮汐车道方案，并利用VISSIM 仿真进行指标评价，对比仿真前后道路交通的改善情况，论证其设置潮汐车道方案的可行性，从而提出缓解交通拥堵的有效措施，为下一步在各大中城市进行广泛推广应用提供可借鉴案例。

1 潮汐车道及设置条件

1.1 基本概念

由于交通流的潮汐特性，一个方向交通量大、道路拥堵严重，另一个方向交通量小、道路资源空置浪费，交通量大的方向通过借用对向交通量小的车道来分担交通压力，即在不同时间段，车辆行驶方向可根据交通管理的需要进行车道变化，从而合理利用道路资源，缓解交通拥堵，对解决在时间分布上不均匀的交通供需矛盾有较好的效果。

1.2 设置条件

1.2.1 机动车车道数应为双向3 车道以上。

1.2.2 重交通流方向在使用潮汐车道，轻交通流方向在去掉潮汐车道后，通行能力应能满足各自交通需求。

1.2.3 重交通流的流量方向分布系数k＞2/3，其中，k 为方向交通流的分布系数，为不同方向断面流量。

1.3 国内应用现状

随着我国大城市交通拥堵的日益加剧，潮汐车道已经在一二线城市进行了广泛应用。杭州市结合钟摆式、向心状潮汐交通的特征在曙光路、保俶路试点潮汐车道组织，采用2 个车道的潮汐车道和磁吸式道钉隔离的全新交通设施，灵活调节路段和路口上的潮汐车道分配，相继共设置了20 条潮汐车道；济南市在旅游路中段用“拉链车”开辟晚高峰(17∶00～19∶00)潮汐车道，非潮汐时间段，道路维持单向3 车道，水马隔离墩放置于道路中间双黄实线内；晚高峰开始前和结束后的半小时里“拉链车”上路作业，将水马隔离墩由中央双黄线之间向南移动一个车道，东向西方向变为4 车道，西向东变为2 车道。此外，在北京、深圳、武汉、兰州、东莞等多个一二线城市也相继设置了潮汐车道[1]。

1.4 运行过程

在潮汐车道起点处设置龙门架，上面设置指示标志及交通信息诱导屏，过往车辆按照诱导屏指示信息进行选择车道。交通信息诱导屏信息转换分三个阶段：第一阶段，出现屏闪，提示驾驶员要进行车道转换；第二阶段，清空期，潮汐车道上方的诱导屏两面均变为红色的禁入标志，并持续2min 以上，此时仍位于潮汐车道上的车辆需要尽快驶离，未驶入潮汐车道的车辆禁止驶入；第三阶段，转换为正常状态，驾驶员按照诱导屏指示信息选择车道。两个龙门架上的诱导屏变化同步进行[2]。

2 望江西路现状分析

望江西路为连接合肥市高新区与主城区的一条重要的东西向主干道，高新区为合肥唯一的国家级高新技术开发区，园区内企业密集，提供了数十万个就业岗位，但是居住用地稍显不足，早高峰期间大量员工自东向西由主城区前往高新区上班，晚高峰自西向东由高新区返回主城区。枫林路是连接长江西路与望江西路的关键道路，也是望江西路拥堵的关键节点。现状车道为双向八车道，虽然在交叉口均进行了交叉口渠化拓宽，但是由于交通量大，交叉口排队长度已延伸至路段中间，早晚高峰期间重交通方向排队已由点状拥堵变成长线式拥堵[3]。通过交通调查，望江西路（浮山路-枫林路）段早高峰时，由东向西交通量2843（puc/h），由西向东交通量1013（puc/h），重交通方向系数K=0.74；晚高峰由西向东交通量2134（puc/h），由东向西交通量863（puc/h），重交通方向系数K=0.71，且枫林路东进口左转交通量少、浮山路东进口左转交通量大，且沿线开口较少，潮汐车道设置条件较好（见表1）。

表1 现状交通运行状况表

3 望江西路潮汐车道改造方案

早高峰期间，路段南北半幅车道数由南4 北4 变为南3 北5；枫林路东进口禁左，原左转车道变为直行车道并进入潮汐车道，在下个路口即浮山路交口左转驶出潮汐车道。晚高峰期间，路段南北半幅车道数由南4 北4 变为南5 北3；浮山路西进口禁左，原左转车道变为直行车道并进入潮汐车道，在下个路口即枫林路交口左转驶出潮汐车道。在交叉口处同步设置门架式可变信息标志板，在高峰期和平峰期分别显示不同的车道信息，指引驾驶员驶入正确的车道[4]（见图1）。

4 仿真验证

利用VISSIM4.3 对望江西路早晚高峰的潮汐车道方案进行仿真。其中，数据采集周期为10min，早高峰取6∶00-8∶00，晚高峰取18∶00-20∶00，以平均行车车速、平均排队长度、平均每车延误为评价指标。根据望江西路潮汐车道改造方案，导入至VISSIM4.3 软件中建立仿真模型，输入早晚高峰交通量后仿真运行，得出仿真结果如下：

表2 平均行车车速对比表（单位：km/h）

表3 平均排队长度对比表（单位：m）

表4 平均每车延误对比表（单位：s）

通过仿真结果对比可以得出，设置潮汐车道后，早高峰时，望江西路东向西方向通行能力和行车速度均有提升，延误水平和平均排队长度有效降低，同时西向东方向虽然延误水平、排队长度、行车速度有所增加，但仍满足其交通需求；晚高峰时，西向东方向通行能力和行车速度均有提升，延误水平和平均排队长度有效降低，同时东向西方向虽然延误水平、排队长度、行车速度有所增加，但仍满足其交通需求，因此通过设置潮汐车道，可以有效缓解望江西路早晚高峰的潮汐拥堵情况[5]。

5 结语

本文在当前大中城市交通拥堵现象严重的情况下，从潮汐交通特性入手，并以合肥市望江西路为例，通过VISSIM 仿真分析，从平均行车车速、平均排队长度、平均每车延误三个方面进行对比，得出设置潮汐车道后重交通方向拥堵情况显著改善，轻交通方向交通需求依然可以得到满足，从而验证了设置潮汐车道对于最大化利用、分配、盘活有限的道路资源，从而缓解道路拥堵、降低出行成本具有重要意义。