基于VISSIM仿真的道路交叉口交通组织优化设计

陆锦泉,李佳昊,郭 磊

（广东省城乡规划设计研究院有限责任公司,广东 广州 510220）

0 引言

随着城市机动车保有量迅速增长，城市交通拥堵等问题越来越严重，其中道路交叉口节点拥堵问题尤为突出，大大降低了道路的通行能力，进而影响人们的交通出行效率[1]。为了减少交通拥堵的发生、改善交通秩序、提高道路通行效率以及消除交通安全隐患，对交叉口交通组织进行优化设计势在必行。

关于交叉口的交通组织优化研究，Arash M.Roshandeh、Herbert S.Levinson[2]提出一种配时方法，在现有的周期长度和信号协调时间不变的情况下，只对早晚高峰交通信号进行有效的配时优化，有效降低每个周期内的人车延误。胡群灿[3]、王安格[4]、韩义磊[5]等学者以具体实例，从道路设计、信号配时、车道功能划分等方面对道路交叉口进行交通组织优化，并采用VISSIM仿真软件对优化前后交叉口进行交通仿真，论证交叉口交通组织优化设计效果。

该文以金隆路—大涌桥下道路交叉口为例，从道路渠化设计、慢行设施及信号灯配时三个方面对交叉口进行交通组织优化设计，最后利用VISSIM仿真软件对优化前后的交叉口进行仿真及对比分析。

1 交通调查

1.1 交叉口现状

广州南沙区金隆路—大涌桥下道路交叉口位于南沙街道西侧，是典型T型全无信号控制交叉口，紧靠地铁4号线飞沙角站，四周布设有广隆苑和越秀滨海珺城两大居住区、一所广州外国语学校附属学校，以及广州地铁4号地铁线停车场（内部设有办公楼及员工宿舍），主要为城市内部生活性交通提供服务。其区位图如图1所示。

图1 金隆路—大涌桥下道路交叉口区位图

金隆路—广隆路，道路等级为次干道，道路结构为双向四车道，路幅形式为单幅式；西接环市大道，东接进港大道，道路两侧布设有大量住宅区与生活配套，主要承担城市内部集散性交通。大涌桥下路段道路，道路等级为支路，道路结构为双向两车道，路幅形式为单幅式；道路连接环市大道中与金隆路—广隆路，主要为地铁停车场工作人员提供交通服务以及承担部分通过性交通。

1.2 交通流量

该研究实验采用人工计数法，调查时间为晚高峰时段17：30—18：30。根据《城市综合交通体系规划标准》[6]规定的换算系数，将不同车型的车流量换算成当量交通量（pcu），结果表1所示。

表1 各进口车道当量交通量

2 交叉口现状分析

2.1 现状VISSIM仿真

根据当量交通量，采用VISSIM仿真软件对研究交叉口的交通现状进行微观仿真，其交叉口仿真图如图2所示。

图2 现状交叉口仿真图

2.2 现状问题分析

该文采用评价的指标主要有：排队长度、车辆延误、人均延误、静态停车延误、停车次数。现状仿真评价指标如表2。

表2 现状仿真评价指标

各项评价指标均处于正常水平，主要原因是该交叉口交通能级较低。但无信号控制交叉口适用于低交通量条件下的交叉口[7]。随着南沙城区的发展，整体交通量以及交叉口附近居住区自发性交通量将会迸发式增长，历时无信号控制交叉口将难以满足未来交通需求，同时也存在一定的安全隐患，为此需要研究论证未来交通量的增长情况以及相对应的交通组织优化措施。

3 交叉口交通组织优化设计

3.1 未来交通量预测

根据弹性系数法，结合南沙区年鉴资料，得出该交叉口各道路交通量。在道路方向分布系数和转向车辆占比不变的情况下，预测得未来各进口道的当量交通量，如表3所示。

表3 未来各进口车道当量交通量

3.2 车道渠化优化设计

（1）金隆路：车道由单直行车道和单右转车道变成单右转车道和双直行车道，同时道路中央增设安全岛，完善交通标志标线，如图3所示。

图3 金隆路渠化优化设计

（2）大涌桥下路段：由一左右转车道变成一左转车道和一右转车道，完善道路标志标线，如图4所示。

图4 大涌桥下路段渠化优化设计

3.3 信号配时优化

由于各个进口当量交通流量相当，为减少交通冲突点，该文采用进口道交通互不干扰的三个独立信号灯相位，如图5所示。根据韦伯斯特（Webster）信号配时计算方法，结合交叉口未来交通量、信号灯相位方案、道路渠化优化设计方案，得到优化后的信号配时方案，如图6所示。

图5 交叉口相位方案

图6 优化后的交叉口信号配时方案

3.4 优化设计仿真

该文分别对金隆路—大涌桥下道路交叉口进行优化前交叉口—未来交通量、优化后交叉口—未来交通量共两种情景仿真，仿真图如图7、8所示，仿真结果如表4所示。

图7 优化前交叉口—未来交通量仿真

根据表4结果，优化后交叉路口的各项延误指标都低于现状交叉路口的，因此优化后的交叉口更能适应未来的交通发展需求，而且优化交叉口随着交通量的增长，其优越性更为明显。

表4 仿真结果评价指标

图8 优化后交叉口—未来交通量仿真

4 结论

随着城市的不断发展，城市交通需求会不断增长，交通道路设施服务能力渐渐跟不上交通需求的增长，交通拥堵的问题越发明显。该文以金隆路与大涌桥下路段交叉口为例，通过对设计交叉口交通现状的调查与分析，获得交通组织情况、交通流量等交通基础情况。结合南沙区发展规划对未来交通量进行预测，在交通组织设计原则的基础上，对交叉口提出优化设计方案。最后采用交通VISSIM仿真软件对该交叉口优化前后进行交通仿真与分析，结果表明，优化后的交叉口更为安全高效，更能满足未来交通需求。