基于VISSIM的道路交叉口交通仿真及优化

刘倬雨

摘 要：交叉口是城市道路的重要组成部分，对城市道路交叉口信号配时进行优化改善，对于提升城市道路通行能力有着重要作用。本文以成都市某交叉口为例，对其进行信号配时优化计算，并使用VISSIM仿真模拟，对比优化前后评价参数仿真结果，缩短了排队长度，减少了延误时间，证明配时方案的合理性。

关键词：交叉口;信号配时;VISSIM仿真

0 引言

交叉口对城市各种交通出行有着重要影响，是城市交通问题的浓缩和写照[1]，解决这种交叉口的交通问题的关键，在于如何对其进行合理的信号配时、渠化等交通组织手段优化，渠化交通和信号配时优化对于解决平面交叉路口的交通问题十分灵验[2]。在智能交通系统的迅速发展下，国外对于交叉口信号配时以及道路渠化方面的研究也趋于成熟，其中由韦伯斯特（Webster）建立的延误模型，提出了信号配时和通行能力计算方法、平均延误时间和最佳信号周期的方法。本文就是基于这样的方法对成都市某交叉口配时进行设计优化。

1 交叉口的VISSIM仿真评价

1.1 VISSIM模型重要评价指标

本次主要介绍以下几个指标：

（1）排队长度。排队长度是指交叉口各進口道车辆在等待绿灯通行的时间内，车辆排列成的长度，其中排队长度分为平均排队长度和最大排队长度。

（2）延误时间。延误时间是指车辆穿越行程时间检测区段的时间与理论行程时间的差值，是评价模型的重要指标之一，更能直观体现交叉口的通行能力。

（3）行程时间。行程时间是指仿真车辆在交叉口各进口道所设置的路段上通过的时间，可以说明进口道上各个进口道通行效率的高低程度。

（4）停车次数。停车次数是指车辆在道路行驶过程中，由于受到各种影响，而导致的停车次数，可以说明交叉口道路服务水平的能力以及能源消耗、环节污染的严重程度。

1.2 成都市某交叉口信号配时计算

该交叉口北接红高路，南连天润路，东西则属西区大道，周围还聚集着大学校区、居民住宅区以及各企业工业园区等各类建筑区域，人流、车流众多，容易产生大量交通流量。因此该交叉口人流、车流密度属于较高水平，在早晚高峰时期容易产生交通拥堵现象。

1.2.1 交叉口原有配时情况

西区大道-红高路交叉口使用的是四相位交通信号，各相位的绿信比为：

1.2.2 优化后计算配时结果

经过韦伯斯特方法计算所得信号配时结果如下表1所示：

1.3 优化前后仿真对比分析

1.3.1 信号配时对比

由上表2可知，信号配时优化后极大缩短了周期时长，由216 s降至128 s，加快了信号周期循环，同时也加快了车辆通行效率，有利于提高交叉口的通行能力和服务水平。各相位灯色时间配时也更加合理，各相位红灯时间也大幅缩短，有利于各进口道通行效率。

1.3.2 优化前后评价指标对比

西区大道-红高路交叉口经过VISSIM软件的仿真模拟后，分别得到了该交叉口优化前后在排队长度、行程时间及延误时间的仿真数据，如下图1～3所示：

由以上三个柱状图和各参数变化百分比对比图可以看出，该交叉口在经过配时优化和交叉口渠化之后，南进口的行程时间、平均排队长度以及延误时间均有明显的减少，其中行程时间减少52.71%，平均排队长度减少45.45%，延误时间减少55.81%，优化效果明显，道路通行能力有较高提升;北进口的这三个指标也有一定程度的减少，分别减少了15.14%、17.24%、18.03%;东西进口并没有太大的变化。从整体上看，该交叉口的通行能力较之优化前提升不少，有效地降低了交叉口的拥堵现象，从而提高交叉口的通行能力和道路服务水平。

2 结论

本篇论文着眼于交叉口的交通仿真及优化，以成都市某交叉口为例，取得的主要成果是使用了VISSIM软件，对交叉口的现状交通以及优化后的交通进行仿真，得到行程时间、排队长度以及延误时间等评价指标数据，对比可知优化后的交叉口通行能力、拥堵情况以及道路服务水平都有不同程度的提升，优化效果明显;证明了之前的一系列改善措施对于例子中的交叉口均是有效的，能够为实际中改善该交叉口提供理论数据支持。

参考文献：

[1]李继业，张峰，侯广辉.城市道路设计与实例[M].北京：化学工业出版社，2011.

[2]周海娟.基于VISSIM仿真的城市信号交叉口交通组织优化研究[D].长安大学，2015.