城市道路交叉口仿真评价及优化配时

引 言

交叉口是城市道路网络的重要组成部分，是道路网络的节点所在，也是城市道路的“瓶颈点”[1-3]。行经交叉口的车辆及行人都会在交叉口处汇集，形成各种冲突点，因此常发生交通拥挤和交通事故。单点交叉口交通信号控制占城市交叉口的绝大部分，达 90% 以上[3,4]。因此，合理、有效地管理好单点交叉口的交通问题，是解决城市交通问题的关键。针对寿县古城十字交叉口定时信号配时优化进行了深入的研究，古城内的交通状况有其自己的特点，城内一般重型车数量很少，而且行人较多。

1 交叉口交通状况调查

1.1 交通量调查

交通量是指在指定时间内通过道路某点的车辆或行人数量，调查的对象包括行人、机动车和非机动车。调查平面交叉口的交通量，获取交通量的实际情况，从而准确地评价出交叉口的运行效能，进一步提出交通管理控制的优化方案。

采用人工调查的方法对寿县古城十字交叉口交通量进行了观测，将交通流按车种和流向进行分流，观测点定为道路入口的停车线处，在次断面上统计交通量，由1人统一计时， 数人同时计数。为直观方便地分析交通量，将调查所得的数据列表整理后画出折线图，依据交通工程理论分析了该路口的通行能力。

1.2 交叉口延误调查

交叉口延误是评价交叉口服务水平的重要指标，延误是指由于各种因素而引起的通行时间损失，包括控制延误、固定延误、停车延误、排队延误、引道延误和行驶延误。在交叉口的某个入口引道安排 1人报时，2～3人观测，1人记录。报时员按预先设定的 15 s 的间隔来报时，报时间隔可由具体情况设定，观察员统计停在停车线之后的车辆数量，统计员记录。分开统计每分内停驶车辆和非停驶车辆。要注意错开调查开始时间和信号周期开始时间。

2 交叉口流量分析及评价

2.1 交叉口流量分析

根据调查数据，交通高峰期为上午 10 点到 11 点和下午18 点到 19 点，该交叉口的南进口（南大街）作为城区出入干道， 交通流量在交叉口各进口中为最大。交叉口流量见表 1。

2.2 交叉口延误分析

经过调查分析，该十字交叉口延误数据如下：

总延误= 观测停车数量× 观测时间

=302×15=4 520（辆 · s）；

停止车辆每台平均延误 = 总延误 / 停驶车辆台数

=4 530/226=20.04（s）；

驶入交叉口车辆每台平均延误 = 总延误 / 驶入交通量

=4 530/336=13.48（s）；

停 驶 车 辆 百 分 比 = 停 驶 车 辆 数 / 驶 入 交 通 量

=226/336×100%=67.26%。

实地调查数据计算得该十字交叉口的停驶车平均延误比较长，停驶百分比为 67%，由测得的数据就可得出该交叉口的交通处于拥堵状态，和调查员所观测到的情况相同。该路段的通行能力明显不足，在道路改造与重新设计、规划时应重点考虑道路容量，提高道路的通行能力。

3 交叉口仿真分析及优化

基于德国PTV 公司开发的微观交通流仿真软件VISSIM， 对该交叉口调查的数据进行仿真，仿真结果与调查分析的结果进行比较。交叉口仿真现状如图 1 所示。

根据经验，排队长度和平均行程时间这两个指标可以比较准确地反应交通状况，所以选择排队长度和行程时间为评价指标，评价结果见表 2。

结合图 1 和表 2 中的数据均可得出南进口的排队长度较长，而且由表 2 中可看到，南进口的行程时间较长，这说明南进口的交通状况拥堵比较严重，与实际情况相符。南大街是繁华的商业区，车流量比较多，也比较拥堵。从表 2 中可以看出， 南进口的左转平均行程时间很长，其左转的车辆也相应的较多，对于这种左转车辆较多的路口可以采用三相知，即增加左转相位来改善交通状况。

根据交叉口的交通流特性，在主要考察交叉口的通行能力与延误这两个因素的基础上，重新设计配时方案来满足交 通的需求。在交叉口应用新的配时方案，并对改善后的交通状 况进行仿真分析，得到改善后的仿真结果，与原来的结果相比 较，结果见表 3。

4 结 语

经改善后，交通状况明显得到改善，南进口的排队长度 明显减小，改善前后的排队长度相差还是比较大的，但是其 他进口的排队长度变化并不大，这说明优化后的方案是可行的。 从仿真的结果比较来看，原南进口的交通量被其他进口分担， 因此降低了南进口的交通压力，改善了交通环境。