基于VISSIM千山—園林路交叉口微觀仿真研究

張世豪，王玉杰，任海鵬(遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院)

基于VISSIM千山—園林路交叉口微觀仿真研究

張世豪，王玉杰，任海鵬
(遼寧科技大學(xué)土木工程學(xué)院)

摘要:通過(guò)對(duì)鞍山市千山—園林路交叉口實(shí)際調(diào)查得到交通數(shù)據(jù)，分析其交叉路口的交通現(xiàn)狀和面臨的問(wèn)題，利用Vissim進(jìn)行交通模擬仿真，通過(guò)導(dǎo)入底圖、創(chuàng)建路段和連接，輸入交通量，進(jìn)行信號(hào)配時(shí)，進(jìn)行仿真試驗(yàn)，通過(guò)分析仿真數(shù)據(jù)，下一步可以評(píng)價(jià)交叉口的通行能力、行車延誤、排隊(duì)長(zhǎng)度等交通指標(biāo)，對(duì)千山－園林路交叉口的交通設(shè)計(jì)方案提出合理化建議，有助于緩解城市信號(hào)交叉口行車擁堵，提高服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞:VISSIM;交叉口;交通流;仿真

中圖分類號(hào):U491

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C

文章編號(hào):1008－3383(2015) 04－0006－02

Microscopic Simulation Research of Qianshan－yuanlin Road intersection based on VISSIM

ZHANG Shi－h(huán)ao，WANG Yu－jie，REN Hai－peng
(College of civil engineering，University of Science and Technology Liaoning)

Abstract:Traffic survey data is obtained by surveying on Qianshan－yuanlin road intersection．Situation and questions is Analyzed．Traffic simulation is executed based on VISSIM．Simulation test is run after importing a base map，creating links and connections，setting up traffic flow and signal distribution．The capacity of the intersection，traffic delays，queue length and other traffic indicators can be evaluated by simulation test．Rationalization proposals on traffic design of Qianshanyuanlin road can be Proposed．Traffic congestion in urban signalized intersections can be eased．Service levels can be improved．

Key words:VISSIM; intersection; Traffic flow;Simulation

近年來(lái)，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量迅速增加，交通建設(shè)實(shí)施滯后和管理不完善致使城市交叉口擁堵現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，從而影響到整個(gè)城市路網(wǎng)的運(yùn)行和人們的出行。車輛在交叉口處分流，合流，沖突點(diǎn)多，運(yùn)行較為復(fù)雜，因此做好平面信號(hào)交叉口的管理工作有著重要的意義。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)能夠模擬各種道路交通的運(yùn)行情況，并輸出交通評(píng)價(jià)參數(shù)，越來(lái)越多的應(yīng)用到交通問(wèn)題的分析和管理中來(lái)。

1　VISSIM

簡(jiǎn)介

VISSIM為德國(guó)PTV公司開(kāi)發(fā)的微觀交通流仿真軟件系統(tǒng)，用于交通系統(tǒng)的各種運(yùn)行分析。該軟件系統(tǒng)能分析在車道類型、交通組成、交通信號(hào)控制、停讓控制等眾多條件下的交通運(yùn)行情況，具有分析、評(píng)價(jià)、優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計(jì)方案比較等功能，是分析許多交通問(wèn)題的有效工具。

VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理－心理駕駛行為模型。該模型的基本思路是一旦后車駕駛員認(rèn)為他與前車之間的距離小于其心理(安全)距離時(shí)，后車駕駛員開(kāi)始減速。由于后車駕駛員無(wú)法準(zhǔn)確判斷前車車速，后車車速會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)低于前車車速，直到前后車間的距離達(dá)到另一個(gè)心理(安全)距離時(shí)，后車駕駛員開(kāi)始緩慢地加速，由此周而復(fù)始，形成一個(gè)加速、減速的迭代過(guò)程。

VISSIM提供了非常友好的圖形化界面，可以用2D和3D動(dòng)畫(huà)向用戶直觀顯示車輛運(yùn)動(dòng)，可以將自定義三維模型導(dǎo)入VISSIM，還可以將運(yùn)行過(guò)程錄制成電影文件。在運(yùn)行過(guò)程中，可以用不同顏色動(dòng)態(tài)顯示出路段的密度或運(yùn)行速度以及車輛的換車道、制動(dòng)、排隊(duì)情況，從而直觀的看出路段的擁堵情況。

2　數(shù)據(jù)調(diào)查

鞍山市千山－園林路交叉口是鞍山市路網(wǎng)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，向東為高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)和千山著名風(fēng)景區(qū)，向西連接五一路立交橋，南側(cè)為二一九公園，北側(cè)有醫(yī)院、學(xué)校、酒店等，車流量較大，交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，尤其是早晚高峰時(shí)間段內(nèi)。通過(guò)對(duì)高峰時(shí)間和平峰時(shí)間的調(diào)查，得到交通流量調(diào)查表1和表2，信號(hào)燈周期表3。見(jiàn)表1，表2，表3。

表1　平峰車流量調(diào)查表(14∶00～15∶00)

續(xù)表1　

表2　高峰車流量調(diào)查表(7∶00～8∶00)

表3　信號(hào)燈周期表

通過(guò)調(diào)查，早晚高峰時(shí)段車流量大，交叉口現(xiàn)象比較，而東西方向車流量擁堵更為嚴(yán)重，直行的車流量較大，需要兩到三個(gè)信號(hào)周期才能通過(guò)。

3　仿真試驗(yàn)

首先創(chuàng)建底圖，利用CAD繪制交叉口現(xiàn)狀圖，導(dǎo)入VISSIM軟件中，然后添加路段，尋找進(jìn)出交叉口的所有道路，確定道路上的車道數(shù)，每條道路表示為一個(gè)路段，在各車道連接部分用連接器連接。建立好的交叉口如圖1。

圖1　交叉口車道布置圖

交通構(gòu)成中，每種車輛類型都可以定義目標(biāo)車速的隨機(jī)分布，設(shè)置的目標(biāo)期望車速為35～55 km/h。在某一時(shí)間間隔內(nèi)，車輛進(jìn)入路段的規(guī)律服從泊松分布，若定義的輸入交通流量超過(guò)了路段的通行能力，車輛將在路網(wǎng)外部“堆積”，根據(jù)調(diào)查的數(shù)據(jù)依次在個(gè)路段上輸入交通量。在Vissim中，信號(hào)控制交叉口的設(shè)置需先進(jìn)行信號(hào)參數(shù)設(shè)置，在彈出“Signal Control”界面設(shè)置信號(hào)的相位、周期、綠燈時(shí)間，之后是信號(hào)燈的安放及設(shè)置，在各進(jìn)口道相應(yīng)位置安放信號(hào)燈，通過(guò)以上設(shè)置，就可以進(jìn)行仿真模擬了，根據(jù)調(diào)查資料和參數(shù)設(shè)置進(jìn)行仿真模擬的圖示如圖2。

圖2　千山—園林路交叉口仿真示意圖

通過(guò)對(duì)鞍山市千山－園林路交叉口的交通模擬可以使我們更加真實(shí)直觀的對(duì)該交叉口進(jìn)行分析。我們也可以對(duì)交通口紅綠燈相位和配時(shí)做一些相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)一步的觀察調(diào)整后的結(jié)果，根據(jù)仿真結(jié)果再進(jìn)行優(yōu)化。在不斷地進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化后使此處交通的擁堵程度得到明顯的改善。

4　結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，交通仿真技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于交通問(wèn)題的分析。VISSIM軟件在不斷地走向完善，通過(guò)交通仿真軟件系統(tǒng)能夠分析諸如車道特性、交通組成、交通信號(hào)燈等約束條件下交通運(yùn)輸情況，不僅能夠?qū)煌ɑA(chǔ)設(shè)施實(shí)時(shí)運(yùn)行情況進(jìn)行交通模擬，而且還可以用文件的方式輸出各種交通評(píng)價(jià)參數(shù)，如行程時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度等。交通仿真模擬系統(tǒng)軟件已成為分析和評(píng)估交通基礎(chǔ)設(shè)施中各種方案的交通適應(yīng)性情況的重要工具。實(shí)踐證明，VISSIM仿真軟件在平面交叉口的應(yīng)用具有良好的操作性和可靠性，對(duì)交通方案的優(yōu)化和改善具有重要作用。

參考文獻(xiàn):

［1］劉運(yùn)通，石建軍，熊輝．交通系統(tǒng)仿真技術(shù)［M］．人民交通出版社，2002．

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作者簡(jiǎn)介:張世豪(1993－)，男，河南南陽(yáng)人，本科學(xué)生，研究方向:交通土建。

收稿日期:2014－03－06