基于BIM对合肥徽州大道与水阳江路交叉口优化与交通评价研究

刘 沛, 刘雪飞

(中铁四局集团有限公司设计研究院，安徽 合肥 230051)

0 引 言

现状路网中城市快速路与支道组成的交叉口是城市交通的重要组成部分，交叉口顺畅与否和区域交通的通行效率情况紧密相连[1]。随着整体交通量增长，部分平面交叉口拥堵情况逐渐加重。因此，如何快速有效地优化拥堵交叉口，高效解决区域交通问题，已成为现代交通设施改造迫切需要解决的问题之一[2]。

BIM技术即建筑信息模型技术，是三维数据技术和建筑专业知识相融合的新型理念。BIM作为设计领域高新技术，在工程实施的各阶段都可对项目进行实时优化。通过项目人员对项目数据收集，BIM技术能将信息数据转化为不同信息组块，供项目人员及时调用，在信息分析的基础上对项目工程进行一定的优化，使项目工程能够更加高质量、高效率的完成[3]。

应用BIM技术对城市交叉口优化及交通评价，能够在很大程度上实现三维的模拟，如图1所示。这种新型的模拟技术能够让相关的工作人员对交叉口优化方案相关信息有直观的了解[4]。

图1 结合BIM技术对交叉口改造优化流程图

1 现状交叉口调查分析

1.1 工程概况

徽州大道与水阳江路交叉口位于合肥市包河区，此交叉口为徽州大道高架(滨湖新区至市区方向)落地的第一个交口，现状交叉口附近有学校、居住区、商业街等人口密集设施，使人流量、车流量聚集严重。

如图2所示，徽州大道为南北向城市快速路设计速度为60 km/h，现状北侧路幅宽为48 m，双向9车道(包含两条公交专用车道)，南侧路幅宽51 m，双向11车道(包含两条公交专用车道)。现状徽州大道设置有行人过街天桥，减少了现状人流与车流的冲突点。水阳江路为东西向城市支路设计速度为30 km/h，现状路幅宽度为24 m，双向4车道。

图2 现状交叉口设置情况

1.2 现状交叉口交通量调查

徽州大道交通量较大，通过对晚高峰17∶30-18∶30时段进行交通量调查，得出各流向的交通量,见表1，如图3所示。

表1 徽州大道-水阳江路交口交通量流向调查表

图3 交通流量流向图

1.3 现状交叉口车道划分

现状徽州大道与水阳江路交叉口车道划分情况见表2。

表2 徽州大道-水阳江路交叉口进口车道数调查表

2 影响交叉口拥堵因素

根据现场调查，徽州大道北侧进口直行车道高峰小时交通量较大为1 585 pcu/h，现状2条进口直行车道不能满足日益增长的交通需求，是北侧进口直行交通拥堵的重要因素之一。

现状南、北侧直行绿灯配时均为45 s，南北侧进口直行交通量较大，信号灯时长不能适应其对应的交通量，直行信号灯配时较短成为导致交叉口拥堵的重要因素。

3 优化方案考虑

现状徽州大道上设置有人行天桥，避免了行人与机动车的冲突点。因此，交叉口优化着重考虑提升徽州大道南、北侧进口机动车的通行效率问题。具体思路：通过交叉口渠化改进及信号灯配时优化。

以达到减少交叉口处车辆延误时间，提升交叉口通行质量的目标。

3.1 交叉口渠化方案改进

北进口直行车道交通量较大，交通延误率高，高峰时段车辆聚集快，直行车辆排队情况严重。根据现状调查测量北进口有拓宽出直行车道的空间，可通过压缩侧分带及已有车道宽度，达到增加1条直行车道的目的，重新施划车道交通标线。优化后交叉口平面及车道功能划分如图4所示。

图4 交叉口渠化后布置图

3.2 信号灯配时优化

依据BIM建立徽州大道与水阳江路交叉口模型，结合现状交叉口信号灯配时，进行配时优化，具体操作流程如下：

(1)依据各车道行车路径，设置交通流线。

(2)布置交叉口信号灯，确定合理的交叉口配时方案。

(3)交通流线与信号灯相位关联。

(4)依据现状车辆组成及车辆密度设置交通参数模拟交通流。

(5)三维模型实时查看，对一个信号灯周期内交口排队长度情况进行分析。

经反复调试配时并对比车辆的延误时间和排队长度，得出优化后配时,见表3，如图5所示。

表3 徽州大道-水阳江路交叉口进口绿灯配时优化表

图5 交叉口改造前后各相位信号灯配时图

利用现状交叉口优化改造条件，合理地优化信号灯配时，能有效地提升道路通行效率，减小交通延误率,保证大部分车流有序地在一个信号周期通过。

如图6所示，通过BIM技术建立交叉口模型，相较于改造之前交叉口通行情况得到大幅度提升，南北侧进口直行道排队长度较优化前明显降低(较改造前排队长度约减少了25%)。交叉口中车辆占用其他转向车道的现象也得到明显改善，提升了各向车道的通行效率。

图6 徽州大道与水阳江路交叉口改造前后排队长度比较图

目前，优化方案已经付诸实施，模型在实际中得到了有效的验证，徽州大道南、北侧进口直行车道排对长度有效降低，与改造前排队长度减少了约19%。

4 结 论

(1)BIM技术具有高效准确的三维建模仿真能力。基于BIM技术建立的徽州大道与水阳江路交叉口三维模型与实际状况相结合，可以准确地模拟交叉口优化后通行能力的改善情况，为道路交叉口改造提供了一种新的直观可靠的方法。

(2)BIM作为新的设计手段，使传统的二维设计上升至三维层面，较好地展现了设计意图，有利于设计方案的优化，使得对于现状交叉口改造工程及类似工程设计将更加科学，贴合实际。此外，也可进一步推广BIM技术在道路工程其他方面的应用研究。