Vissim仿真技术（精选8篇）
Vissim仿真技术 第1篇
关键词：单点交叉口,VISSIM,微观仿真,Matlab,信号配时优化
0 引言
随着我国城市经济的发展,城市中的交通量越来越大,交叉路口的交通问题已经成为路网容量的瓶颈,如何减少交叉口的延误和提高通行能力已经成为广泛关注的问题。
交通仿真技术可以动态、直观地模拟交通运行的各种交通现象,深入地分析交通流的交通特性。通过对仿真运行过程的观察和仿真结果的统计,得到信号交叉口的仿真输出参数和基本特性,并深入研究信号控制的最优配时,这可为研究我国信号交叉口的交通现象提供有力的手段和指导意义。
1 城市交叉口交通流微观仿真模型分析
微观仿真控制系统主要包括车辆发生、期望车速、车道选择、信号优化控制等模型,用以仿真交通流的微观运行和控制。系统总体流程如图1所示。
2 仿真模型的验证
2.1 交叉口布局
本文所要研究的城市交叉口几何模型有四个方向,每个路口双向4车道并设有右转车道。通过仿真软件可以输入的参数有路口名称、路口类型、车道数量选择、车道宽度、车道功能选择等功能。
2.2 交通流生成
通过仿真软件提供的泊松分布模型分别给东、西、南、北四个进口设置为400veh/h、400veh/h、600veh/h、600veh/h的交通量以及不同的转向比例,不同的转向比例见表2所示。
仿真结果见表2。
2.3 信号配时控制
交叉口信号控制采用两相位的定时控制,黄灯时间取3秒,每相信号损失时间为4.5s。根据韦伯斯特(Webster)法计算可得C0=44.9s,取整45s。
至此,对于车辆延误公式3中的参数,各路口交通量和周期都已知,取饱和交通量S为1800 veh/h。通过MATLAB做单车的平均延误与绿信比λ之间关系的延误仿真,如图2所示。
从上图可以看出,在给定交叉口交通量和周期的情况下,交叉口的绿信比越高,单车的平均延误也就越小,从而交叉口的通行能力也就越高。因此在我们在提高交叉口的通行能力和服务水平的过程中,提高交叉口的绿信比的值是一个有效途径。
取周期为45s,根据韦伯斯特(Webster)法可计算出λ=0.65;南北方向的绿灯时间22秒,红灯时间为17s,取黄灯时间为3s。
其仿真效果图如图3所示:
对于各个路口不同的交通量的其仿真结果如表3所示:
2.4 结果分析
从表中可以看出,在相同的周期和绿信比的情况下,南北方向平均交通量不变,东西方向的平均交通量增加的时候,交叉口的延误和平均停车次数都有不同程度的增加,交叉口的服务水平会有一定的降低。因此随着交叉口交通量的增加,必须对信号等的控制周期做出一定的调整。
根据韦伯斯特法的最佳周期公式4,针对不同的交通量,用MATLAB仿真,仿真结果如图4所示:
从上图可以看出,在进口交通量增加的情况下,最佳信号周期也应遵循一定规律地增加,但是考虑到行车安全,信号周期不宜设置地过短,周期过短的情况下,相信号损失时间变多,同时也增加了起步绿灯时间,从而造成绿信比变小,增加了单车延误时间,降低了交叉口的通行能力,通常规定最短信号周期的极限值为40秒;但是当信号周期增加到某取值后,通行能力的增长趋于停滞,车辆延误却迅速增加,因此信号周期也有它的上限值,通常该值为200秒。
通过建立上述车辆到达模型、期望车速模型、交叉口延误模型及定时优化配时等模型和对给定特定的参数的交叉口可以通过仿真,得到最佳配时方案,减少路口的交通延误,对提高路口的服务水平有很重要的意义。因此城市交叉口的模型和仿真可以有效地用在实际的城市交叉口问题的解决中。
5 结束语
通过对城市交叉口的建模和仿真可以做到:在给定交叉口的几何、交通量等参数的情况下,可以为交叉口信号灯控制优化配时方案,有效地预测交通延误,提高道路的通行能力和服务水平,因此,交叉口的仿真可用于信号交叉口交通管理系统设计方案评价、几何设计方案评价中,能够为新交通技术提供方便、高效的实验分析手段,具有很重要的现实意义。
参考文献
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Vissim仿真技术 第2篇
基于VISSIM的感应信号控制交通仿真研究
VISSIM是由德国PTV公司开发的微观交通流仿真系统.该系统是一个微观的`、以车辆驾驶行为为基础的交通仿真软件.文章在分析了交通流微观仿真系统的特点后,介绍了VISSIM仿真系统,最后借助VISSIM对单路口进行感应信号控制设计,并对所设计的感应信号控制进行了仿真分析.
作 者：王玉鹏 WANG Yu-peng 作者单位：南京信息职业技术学院,南京,210046刊 名：交通与运输英文刊名：TRAFFIC & TRANSPORTATION年，卷(期)：“”(z1)分类号：U495关键词：VISSIM 交通仿真 感应控制
Vissim仿真技术 第3篇
公交行程时间可靠性作为评价公交系统服务水平的重要指标之一, 对出行者和交通管理者都具有十分重要的意义。一方面, 它反映了公交系统的服务水平, 影响出行者对公共交通出行方式的选择行为;另一方面, 它为决策者提供了公交优先设施设计与公交优先运行管理的依据。
Asakura[1]采用随机用户平衡模型, 求解路网的流量, 作为评价行程时间可靠性的基础。Bell等[2]利用灵敏度分析的方法分析日常交通量变化下的行程时间可靠性问题, 采用logit随机加载模型的随机用户平衡分配模型估计路段交通量, 证实了行程时间可靠性可有效分析路网维持日常运营状态时其运营服务质量的稳定性。Lam等[3]提出用交通模拟的方法来测算由于出行需求所引起的行程时间变化的方差和协方差。Chen等[4]在此基础上提出可以假设路段容量为1个连续的自由变量, 行程时间可靠性通过蒙特卡罗模拟的方法获得。同时考虑出行者对行程时间的意识误差和行程时间本身的随机性, 将用户路径选择模型进行了分类。基于MC模拟技术, 计算不同交通流模型下的行程时间可靠性, 结果表明不同交通流模型对行程时间可靠性估计的影响不同。国内有关行程时间可靠性的研究开展较晚, 范海雁等[5]运用蒙特卡罗随机模拟的方法, 计算了公交线路的运行时间可靠性, 建立了公交线路运行时间可靠性的数学模型。陆奇志[6]从研究乘客出行延误出发, 对乘客通过1条公交线路出行过程分析及乘客通过2条公交线路出行过程的分析, 推导出公共交通运行时间可靠性数学模型。衡玉明[7]对城市公交网络系统的可靠性问题进行了比较系统而深入的研究, 总结了城市公交网络系统的可靠性指标体系, 对各种指标计算方法进行了对比分析。熊志华[8]给出了行程时间可靠性具体指标。Yan Yadan等[9]利用车辆自动定位系统数据对地面公共交通运行时间的可靠性进行了分析。丁亚民, 柳波等[10]考虑行程时间约束对快速公交网络可靠性进行了详细的分析和建设。
笔者分析了公共汽车行驶特征, 给出公交车辆行程时间可靠性定义, 在此基础上, 给出公交车辆行程时间可靠性的计算方法及评价方法, 最后通过仿真对模型进行了验证。
1 问题描述
设1辆公交车从i站行驶到j站 (2站可以不相邻) , 实际行程时间为t, 按照时刻表规定的2站间的行程时间为T0 (即j站的到站时刻减去i站的到站时刻) 。考虑公交车不能过早到达车站, 设可靠到达时间的下限为T1, 当t<T1时, 认为公交车辆运行不可靠;考虑由于道路、交通条件会引起公交到站推迟, 尤其是在高峰时段, 因此公交车辆晚点到达车站在一定程度内可以被接受, 设可靠到达时间的上限为T2, 当t>T2时, 认为公交车辆运行不可靠。因此, 公交车辆从i站行驶到j站的行程时间可靠性Rij为[3]
式中:Rij为公交车辆从i站行驶到j站的行程时间可靠性;P为公交车辆在可靠时间内到达的概率;T1为公交车辆可靠到达时间的下限;T2为公交车辆可靠到达时间的上限。
假定公交车辆在2站间的行程时间为连续型随机变量, 且服从一定的分布, 设公交车辆在2站间的行程时间的分布函数为F (T) , 密度函数为f (t) , 则基于时刻表定义的公交车辆行程时间可靠性可表示为[4]
式中:Rij为公交车辆从i站行驶到j站的行程时间可靠性;F (T) 为公交车辆在2站间的行程时间的分布函数;f (t) 为公交车辆在2站间的行程时间的密度函数;T1为公交车辆可靠到达时间的下限;T2为公交车辆可靠到达时间的上限。
图1为Rij计算示意图。由图1可见, 可靠性即密度函数f (t) 曲线在T1, T2之间与x轴所围成的面积, 如假设t服从正态分布N (μ, σ2) , Rij即为图1阴影区域的面积。
此时, 路段行程时间可按如下方法计算。
参照交叉口服务水平由延误来确定的方法, 建立公交可靠性水平指标体系, 见表1。
当服务水平处于A或B级时, 公交行程时间可靠性较高, 说明公交服务水平较高, 当服务水平处于C, D或E级时可通过提高调度、排班和控制方面来优化公交, 提高公交可靠性。当公交服务水平处于E级时, 公交服务水平偏低, 亟须改善。
2 公交车辆行程时间可靠性特征分析
公交车辆行程时间可靠性为公交车辆行程时间落在某一范围内的概率, 它与公交车辆行程时间分布的均值和方差都有关。定性分析, 行程时间分布的方差越大, 行程时间相对于均值越分散, 波动性越大, 可靠性越差;反之则波动性越小, 可靠性越好。如图2所示, 2种情况下公交行程时间的均值相同, 但图2 (a) 的方差较图2 (b) 的小, 波动性小, 可靠性高。
公交车辆实际行程时间t为路段行驶时间t1、停靠站延误时间t2、交叉口延误时间t3的和, 即t=t1+t2+t3。
假设t1服从均值为Et1、方差为Dt1的正态分布。
假设t2服从均值为Et2、方差为Dt2的正态分布。
假设t3服从均值为Et3、方差为Dt3的正态分布。
则t服从均值为E (t) = (Et1+Et2+Et3) ;
方差为D (t) =Dt1+Dt2+Dt3+2Var (t1, t2) +2Var (t1, t3) +2Var (t2, t3) 的正态分布。
当3部分时间互相独立时, D (t) =Dt1+Dt2+Dt3。
公交车辆从i站行驶到j站的行程时间可靠性Rij为
即
公交车辆路段行驶时间可靠性R1ij为
公交车辆停靠站延误时间可靠性R2ij为
公交车辆交叉口延误时间可靠性R3ij为
假设行程时间为路段行程时间、停靠站时间、交叉口延误时间构成的1个串联系统, 且3个事件自身相互独立, 则行程时间可靠性与其他构成单元可靠性之间有如下关系:
即公交车辆行程时间可靠性为3部分组成元素可靠性的乘积。
3 算例分析
为验证公交行程时间可靠性模型, 构建相应的仿真平台加以验证。在良好的公交运行环境中, 停靠站时间可靠性、交叉口延误时间可靠性都相对较高, 甚至可以做到100%的可靠性, 而路段行程时间的可靠性成为影响行程时间可靠性的重要环节。笔者拟构建1个良好运行环境下的平台, 即停靠站时间可靠性、交叉口延误时间可靠性均为100%, 此时公交车辆行程时间可靠性等同于路段行程时间的可靠性。
公交车辆的路段行驶时间可靠性R1ij受公交专用道的设置位置α、公交专用道上公交车流量Ql、路边型专用道进出交通流量Qa、相邻社会车道交通流量Qc等因素影响, 建立的概念模型如下。
应用仿真软件Vissim4.0分析上述因素对路段公交行程时间可靠度的影响效果, 分析R1ij的变化趋势。
仿真条件:公交车辆从i站驶到i+1站, 以站间距离400m的路段为研究对象。
变化因素:公交专用道的设置位置α;公交专用道上公交车流量Ql;路边型专用道进出交通流量Qa;路边型专用道沿线进出口个数n;相邻社会车道交通流量Qc。
仿真实景见图3。
为研究每1个因素对R1ij的影响, 设计了4个实证方案, 各方案的内容和目的如下:
1) 方案1。专用道设置位置α对R1ij的影响。
输入条件。路边型公交专用道;公交车流量Ql, 取值分别为100, 150, 200, 250veh/h;路段进出交通流量Qa, 取值分别为0, 50, 100, 150, 200, 2 50pcu/h (路段进出交通流量为0时, 对应的情况即为路中型公交专用道的情况) ;相邻社会车道流量为350pcu/h;1个进出口。
仿真结果。在以上输入条件下进行仿真, 可得相邻社会车道流量为350pcu/h时不同条件下行程时间的μ和σ2, 见表3。
2) 方案2。公交专用道上公交车流量Ql对R1ij的影响。
输入条件。路边型公交专用道;公交车流量Ql, 取值分别为100, 150, 200, 250veh/h;路段进出交通流量Qa, 取值分别为0, 50, 100, 150, 200, 250pcu/h (路段进出交通流量为0时, 对应的情况即为路中型公交专用道的情况) ;相邻社会车道流量为350pcu/h;1个进出口。
仿真结果。根据仿真数据算得当相邻社会车道流量为350pcu/h时, 各种条件下的公交车辆行驶时间可靠性, 见表4。
3) 方案3。相邻社会车道交通流量Qc对R1ij的影响。
输入条件。路边型公交专用道;公交车流量Ql, 取值为150veh/h;路段进出交通流量Qa, 取值为100pcu/h;相邻社会车道流量Qc, 取值分别为200, 250, 300, 350, 450, 550, 650pcu/h;1个进出口。
仿真结果。仿真得到的路段行驶时间可靠性R1ij, 见表5。
在每1种条件下进行仿真, 可得到每种条件下的若干行程时间, 求出它们的μ与σ2, 对其进行χ2检验, 发现在显著性水平α=0.05下, 行程时间ti服从正态分布N (μ, σ2) 。由R1ij的定义
可得
取T11=0.9μ, T21=1.1μ, 则有
求得每种条件下公交车辆行驶时间分布的μ与σ2, 就可以求得这种条件下的公交车辆行驶时间可靠性R1ij, 即该状态下的公交行程时间可靠性。
根据仿真所得的结果, 发现路中型公交专用道的R1ij优于路边型公交专用道的R1ij;在其他因素不变时, 随着公交车辆流量Ql的变化, 路边型公交专用道的R1ij无明显变化趋势;在其它因素不变时, 随着路段进出交通流量的增大, 路边型公交专用道的减小;在其它因素不变时, 随着相邻社会车道流量的变大, 在一定范围内时R1ij基本不变, 超过某一拐点时, R1ij开始减小。
4 结束语
影响公交行程时间可靠性的条件和因素是多方面的, 笔者引入仿真模型的方法对考虑公交专用道条件下的车辆行程时间概念模型加以研究。通过对不同影响参数与公交行程时间可靠性关系的对比研究, 表明其结果与理论分析的规律较为贴近。
摘要：从公交行程时间可靠性入手, 深入分析了公交行程时间可靠性的定义、计算方法及评价指标体系;通过对公交车辆行程时间可靠性特征分析, 建立了考虑公交专用道情况下的车辆行程时间可靠性概念模型, 并运用仿真软件Vissim对不同影响参数下公交专用道条件下的车辆行程时间概念模型进行了验证, 对仿真结果进行了对比分析, 其结果可以对公交优先设计工作提供参考。
关键词：公共汽车,行程时间,可靠性,仿真
参考文献
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Vissim仿真技术 第4篇
伴随着国民经济的飞速发展, 我国城市化也如火如荼, 由于城市交通设施的规划和建设跟不上交通需求的变化, 城市交通的供需矛盾越来越尖锐, 交通拥挤成为城市化发展面临的最严重问题之一。
针对日益严重的交通拥挤这一状况, 国内也有很多专业人士, 提出各种各样的解决方案, 其中比较有特色的就是熊建平提出的《交通拥堵的治本之道——城市不间断通行道路交通系统介绍》, 阐述了通过对道路的整改, 避免车流的交叉, 从而达到一种不需要信号灯控制的交通系统, 是能够从根本上解决由信号灯相位控制引起的车流间断以及产生的拥挤, 然而这种方案工程浩大, 在现有交通道路的基础上, 短期内是无法实现的。
本论文为更快速的解决交通拥堵给城市发展带了的不便, 在原有的道路构架的基础上通过选用适合的交通信号控制系统, 达到快速疏散交通拥堵的效果。
二、交通信号控制
依靠交通警或采用交通信号控制设施, 随交通变化特性来指挥车辆和行人的通行。它通过由电子计算机管理的交通控制设施对交通流进行限制、调节、诱导、分流以达到降低交通总量, 疏导交通, 保障交通安全与畅通的目的。
1、交通信控发展
19世纪初, 在英国中部的约克城, 红、绿装分别代表女性的不同身份。其中, 着红装的女人表示我已结婚, 而着绿装的女人则是未婚者。后来, 英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人的事故, 于是人们受到红绿装启发。
直到20世纪80年代初, 全世界建有交通管制中心的城市有300多个。各国广泛使用最具代表性城市道路交通控制系统有英国道路研究所的TRANSYT、SCOOT系统和澳大利亚开发的SCATS系统。
2、交通拥堵起因
经过调查统计发现, 将城市道路相互连接起来构成道路交通网的城市道路平面交叉口, 是造成车流中断、事故增多、延误严重的问题所在, 是城市交通运输的瓶颈。
交通拥堵有两种事件构成:确定性时间与随机性时间, 确定性事件有规律性, 可以捕获其规律, 通过数学模型能加以解决;随机性时间, 没有规律, 但有发生概率, 而他们对交通拥堵造成的后果往往是严重的。
三、仿真平台简介
本论文根据实际十字路口, 利用VISSIM构建一个虚拟的十字路口的路网, 并添入交通控制器、交通信号灯、车流量和检测器等。在利用VB (Visual Basic) 软件编译平台, 通过引用VISSIM中的COM接口, 从而从外部构建一个良好地人机界面, 实现对VISSIM仿真的调试平台的搭建。
1、vissim简介
VISSIM为德国PTV公司开发的微观交通流仿真软件系统, 用于交通系统的各种运行分析。
VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路是:一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理 (安全) 距离时, 后车驾驶员开始减速。由于后车驾驶员无法准确判断前车车速, 后车车速会在一段时间内低于前车车速, 直到前后车间的距离达到另一个心理 (安全) 距离时, 后车驾驶员开始缓慢地加速, 由此周而复始, 形成一个加速、减速的迭代过程。
2、Visual Basic简介
Visual Basic (VB) 是在windows的环境下运行的, 支持可视化编程的、面向对象的、采用事件驱动方式的结构化程序设计语言。也是进行应用系统开发最简单的、易学易用的程序设计工具。从任何标准来说, VB是世界上使用人数最多的语言。它源自于BASIC编程语言, 其开发的应用程序的运行采用事件驱动原理在VB代码窗口输入代码时, 对VB中的对象的属性、方法、内置的函数和已定义的自定义函数等。能自动给出拼写提示, 这样可大大编程人员的记忆量, 程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。
四、系统的构建
为更好的分析突发性事件的交通拥堵快速疏散的问题, 我们利用VISSIM构建了通用的十字路口的路网图, 在通过VB引用VISSIM的COM接口, 从而来调用VISSIM中的各个类, 来实现可控制仿真。
用VISSIM能够进行交通的仿真, 在仿真之前, 必须先构建路网文件。首先, 本论文主要是通过VISSIM来模拟现实中的交通运行仿真, 因此, 构建了一个非常简单的十字路口。
(1) 背景构建
VISSIM可以无背景构建路网, 只是这样画路网的时候就没有一个参照点, 路网的长度是没有参照的。为了让VISSIM里的路网更精确, 需要我们用画图软件在外面照着实际路口, 画出一个背景图来, 就能够在VISSIM中参照背景构建一个与精确的路网。本文是通过用CAD描绘了一个简单且与现实中的十字路口相类似的背景图。我们构建的是一个4车道的十字路口, 第一车道 (靠近马路边上的这条) 为右转通大道, 第4通道为左转通道, 其余的为直行车道。
(2) 搭建仿真系统
构建完路网, 配置好要用到的参数后, 就可以开始仿真了, 本论文为了实现对突发性交通拥堵快速疏散, 就利用VISSIM对COM的支持, 使用VB作为系统外围的一个控制器, 这个控制器, 主要是通过用VB自带的控件功能来完成的, 首先利用VB调用VISSIM的支持COM的库函数, 通过调用VISSIM的类, 来实现对VISSIM的控制。
为了搭建一个能够实时接受人类发送指令的人机协作系统, 我们利用了上述的原理, 利用VB中的控件通过调用VISSIM的各种类来实现即时改变仿真参数的操作界面, 如图4-1所示:
在这里简单的介绍下, 该操作界面各个控件的功能, 如图4-4所示, 打开VISSIM的控件, 是使用了VISSIM的文件操作类来打开VISSIM程序和调用前期准备好的路网文件地址来使VISSIM打开相应的路网文件;关闭VISSIM的控件也是调用了VISSIM中的文件操作类, 关闭VISSIM程序, 在关闭之前也没有做保存处理, 当然如果有必要的可以新建一个保存的控件, 实现方法与前面讲的一致;接下来是运行控件的操作了, 和前面说的一样就是利用循环单步来实现的, 程序如下:
Private Sub Command3_Click ()
STOP_PUSHED=False'仿真停止标志位
For i=0 To sim.Period*sim.Resolution'循环执行单步运行指令
sim.Run Single Step
Do Events'挂起循环, 检测是否有停止按钮按下
If STOP_PUSHED Then Go To the_end'停止按钮按下, 跳出循环
Next i
the_end:
sim.Stop'停止仿真的运行
End Sub
为了实现人机协作操作系统, 本论文是在操作界面的右边, 利用按钮来实现的。首先要介绍一下本论文研究的系统的信号控制。在VISSIM中我们以上位北, 该系统目前只针对一个十字路口, 一共有12个信号灯, 四组相位, 其中:第一相位为东西方向直行;第二相位为南北直行;第三相位为东西向左拐;第四相位为南北相左拐;该系统在仿真的时候, 默认是周期相位控制的, 在发生突发性交通拥堵的时候, 通过点击各个相位的绿灯来打开相应相位的绿灯, 当开第一相位绿灯的时候, 就使东西相位的绿灯信号开启。当人机协作完成后, 单击自动控制红绿灯时, 系统又恢复之前的周期相位控制。
该系统通过人机协作的功能, 目的是为了替代交警上岗指挥交通, 当发生突发性拥堵以后不必在大老远的派个交警过去指挥现场, 只需坐在控制室按几个按钮就可以达到交警亲临现场的效果。
五、仿真及分析
本论文是基于各种软件搭建的一个可以实现人机操作的虚拟系统, 通过仿真来证明该系统的利用价值, 实际中的人机操作系统的硬件及软件原理, 本论文中未有涉及。
点击打开VISSIM路网后, 系统就会开启指定的路网文件, 然后就可以配置各项参数了, 这些参数不仅可以在仿真前配置, 也可以在仿真中配置。
VISSIM中的路网文件的仿真配置, 仿真秒为3600, 此时东西向车辆输入量为100等。
点击运行后, VISSIM会开始仿真, 在运行的过程中可以随时点击停止就可能将仿真停止。当然我们也可以用单步按钮, 每按下单步按钮就会运行5步。
本文为探讨人机协作系统对突发性交通拥堵疏散方法, 引出了单相位人界操作界面, 可以按照交通需要通过人为的操作来切换相位, 打破了传统的周期相位控制, 从而对交通拥堵的疏散起到立竿见影的效果, 接下来就是利用该系统对传统的周期相位控制和人机协作控制进行的仿真。
在仿真中给东西向的车辆输入调整1500, 南北向还是保持为100, 此时若是在通常的周期相位的控制下, 东西向的车子会瞬间拥堵起来, 如图5-1所示:
在这种突发性拥堵的情况下, 通过切换相位通道, 就可以迅速解决这种拥堵情况, 如交警在现场指挥一样。能够充分的发挥相位切换的灵活性, 充分的释放车流量, 达到缓解交通拥堵效果。如图5-2所示:
显然, 人机协作系统对突发性交通拥堵的疏散比周期相位要好的多, 交通的拥堵情况得到明显改善。要通过控制器来打破周期相位来缓解突发性交通拥堵, 就必须需要一个能够准确判断路况的控制器。但是, 到目前为止, 还没有任何一个智能系统能够达到人对交通状况的准确判断。所以为了实现对突发性拥堵的快速缓解, 需引进人机协作方案。这种方案的最大优势就是在发生拥堵时, 可以在办公室里指挥交通就如交警亲临现场一样, 可以针对不同的状况采用不同的交通信号指挥车辆行驶, 以达到最有效的解决拥堵。
六、总结
经过之前的仿真可知, 周期相位, 在道路没有达到完全饱和之前, 解决拥堵的能力较差。
及时调整相位的切换, 可以明显的改善对这种突发性交通拥堵情况, 但是到目前为止, 还没有任何一个控制器可以像人脑一样达到这种快速准确判断交通状况, 而适当调节相位。这种相位切换的交通控制方法若要实现, 就需要安排专业人士, 在发生突发性交通拥堵的情况下, 判断出最准确的交通情况, 打开最适宜的相位, 来迅速缓解交通拥堵, 这就是人机协作的优势所在。当然这种方法也不是万能的, 当两个路口的流通量都达到饱和了, 这种方法也就失效了。
本论文主要是通过利用VISSIM及VB来搭建一个可以实现人机协作的系统, 利用仿真来证明, 人机协作系统是解决突发性交通拥堵的简单有效的方法之一。
摘要：随着交通工具的快速发展和人们生活的提高, 私家车越来越多, 随之而来的是道路的负载量也在日益增加, 城市交通拥堵也越来越严重。交通控制也变得越发重要了, 引发了人们对交通控制的重视, 加强对交通管理的研究及探讨。也大大的加快了交通信控的发展, 经过了周期信号控制, 感应控制, 自适应控制, 乃至智能体控制。本论文简单的介绍了交通信控的发展史和交通拥堵产生的原因, 主要讲述了如何利用VISSIM与VB语言平台搭建实现对十字路口信号灯进行控制的仿真系统, 从而体现人机协作是根据目前我国城市发展特性, 解决突发性交通拥堵的最简单有效的方法之一。
关键词：交通信控,交通拥堵,VISSIM,VB,人机协作
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Vissim仿真技术 第5篇
交叉口是城市干道的重要组成部分,也是路网中道路通行能力的“瓶颈”和交通事故的“多发源”[1]。通常情况下,过江设施交叉口也是城市交通拥堵问题最频繁、最严重的地方。城市交通拥堵的原因是多方面的,如交叉口的进口道设置不合理,缺乏恰当的交通渠化设施,信号配置不合理等[2,3]。本文着重于分析并优化南昌市跨江设施交叉口的交通拥堵问题,提出基于交通仿真软件Vissim的交通组织方案。
1 道路交叉口现状及主要问题分析
1.1 交叉口现状
南昌市目前过江设施主要集中于八一大桥、南昌大桥、生米大桥和洪都大桥,其中联系中西城区两岸交通通道主要为八一大桥和南昌大桥。早晚高峰期,尤其是联系八一大桥的庐山南大道、阳明路和红谷中大道等道路,道路交通负荷度过大,道路交叉口十分拥挤,往往引起区域交通瘫痪,因此,若能解决八一大桥上下衔接城市道路交叉口交通拥堵问题,则能保障过江设施的交通畅通。
(1) 庐山南大道与丰和中大道交叉口位于八一大桥北侧,是连接南昌老城区与红谷滩新区的主要通道,早晚高峰交通潮汐现象比较严重,在早晚高峰期间交通量非常大,如图一、图二和表一所示。
(2) 庐山南大道与丰和中大道交叉口为了尽快疏散八一大桥上的交通流,设置了五相位,并且该交叉口在高峰与平峰时会进行信号灯配时的调整,晚高峰时为了保证八一桥上交通量处于合理的数量,会压缩其进口道方向的通行时间。如表二所示。
1.2 主要问题分析
根据城市道路设计规范,经过计算可以得出该交叉口通行能力与饱和度值,如表三所示。
2 解决方案
2.1 方案一:东西方向车辆左转远引
在实际调查中发现,该交叉口早晚高峰时期的交通拥堵主要在于远超道路通行能力的交通量以及为了八一桥而调整的信号配时,所以单纯增加路幅以及修改信号配时反而会给八一桥增加负担,造成更严重的交通拥堵问题。笔者认为,该交叉口的通行能力无法满足交通量需求,只能对该交叉口进行部分优化。现如今左转车流已经成为了影响城市交叉口通行能力的重要因素,因此,对交叉口左转车流进行交通组织,可有效提高整个交叉口通行效率、减少延误时间[4]。通过数据可以发现,东西向的交通量有优化的空间,所以在东西方向可采用左转远引的方法,以减少左转车辆对交叉口通行效率的影响。
2.2 方案二:东西进口道进行交通组织并设左转远引
城市交通拥堵问题与驾驶员习惯不良也有密不可分的关系。在这个方案中,对东西进口方向的车辆可以进行一些限制。比如在东西进口道的路段设置实线,即禁止车辆在进口道变道,车辆需在进入路口时确定自己通行的相位,同时再加入左转远引。
3 Vissim仿真与分析
Vissim是一款基于时间与驾驶行为的微观仿真软件,可用于模拟和评价城市交通的运行状况[5]。笔者将交叉口调查数据以及设计方案进行Vissim仿真,选取车辆平均排队长度、平均延误时间、平均停车次数为参数,对优化后的交叉口进行评价[6,7,8]。建立的Vissim仿真模型如图三、图四所示,得到具体数据如表四所示。
对比两个方案的结果可以发现,方案一虽然使用左转远引,但是由于车辆在交叉口的变道行为,情况并未有很大的好转;方案二在加入了交通组织之后,东进口与西进口的情况有了明显的好转,南进口与北进口变化不大。
4 结束语
本文在对实际交通情况进行调查的基础上,分析了庐山南大道与丰和中大道交叉口存在的问题与特殊性,并根据实际情况优化东西方向的交通量,针对Vissim仿真的特点设计了不同的方案,通过对比分析找到了合理的解决方案。左转远引能够有效地减少左转车辆对交叉口通行效率的影响。控制车辆进入路口时便选定行进车道看似不合常理,但南昌市青山路口往八一大道方向高架桥的路口正是运用了该交通组织方法,使得其进口道交通组织有序,减少了不必要的拥堵。改善方案只能缓解过江设施而引发的交通问题,要根治该问题,还需要从丰富过江通道、改善城市路网结构等方面下功夫。
参考文献
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Vissim仿真技术 第6篇
快速公交系统(BRT)起源于拉丁美洲城市规划者和政府官员为摆脱城市交通的困境而寻求的一个经济有效的解决方案。北美、澳大利亚、欧洲、南美等国家和地区都已实施了BRT,并且总结了一定的BRT运营组织方面的经验和教训[1,2,3]。笔者采用微观仿真手段,以一定服务水平下的车站通行能力为评价指标,结合车站设计的相关内容,研究和分析两种运营组织模式对线路和车站运行的影响和效果,提出若干线路运营组织方面的优化建议,为今后BRT运营组织提供一些有益的参考和支持。
1 研究内容
笔者在文中对线路停站和线路编组(车队)两方面进行分析和研究。
1.1 线路停站
线路停站方式可分为3种:站站停、直达服务、大站停靠。
其中,大站快车往往要考虑在BRT车站内增加超车道,提供那些不需要停靠的公交车(快线车辆)超车通过,以突破原有车站(往往是线路中通行能力较低的车站)的道路和泊位限制。其设置方式较为灵活。南美一些城市干道中央的公交车道也设置超车道,但基本采用错开式车站布局,侧移站台以减少公交道路的总宽度,当然这样做也导致了公交车必须换道。波哥大的中央公交车道有连续的超车道。克利夫兰则在平行的街道上设置快线,从而避免了中央车道超车的问题[4]。
当然,对于车站而言,增加超车道只是增加了通过车站断面的车流量,这些超车车辆并不能上下客,也无法提高车站满足客流需求的能力。所以,超车道的设置必须与线路组织结合在一起,在满足车站客流需求的前提下,为了增加线路的通行能力可以设置超车道。
1.2 线路编组
除了通过增加超车道提高车站通行能力以外,还可以通过更充分地利用现有泊位通行能力来达到这一目的。决定车站通行能力的关键是车站泊位设计,包括泊位数量的确定、泊位布置形式的选择。通过之前的一些研究,已经得到不同泊位数的车站通行能力,如图1所示。
仿真环境:BRT车辆到达间隔均匀、停靠时间均匀、停靠失败率维持在15%左右。
当采取了适当的车站泊位设计之后,仍然要求进一步提高车站通行能力,此时可以考虑改进线路运营模式,采用车队编组的形式。
通常当一辆车进入泊位而前面的车辆正好离开时,泊位的利用率最高,通过车辆数最多。但是实际上要达到这种理想状况是非常困难的,原因主要是:①车辆由于额外的延误使得无法按时间表行驶;②后车由于前车的影响而迟迟不能进入泊位;③车辆在等待泊位清空的时间里车速降低。而通过适当的编组,使得车辆连续到达车站、连续进入车站,然后连续离开车站,这样可以基本上接近这种理想状况。
但是要做到合理编组,首先要统一车辆在车站的停靠时间,然后利用始发站调度或交叉口信号控制等方法形成编组列队。
2 微观仿真平台与评价指标
2.1 微观仿真软件简介
Vissim[5]微观仿真软件最早是由德国Karlsrhue大学的研究人员开发的,整个Vissim软件的核心由“交通模拟器”和“信号生成器”2部分组成。“交通模拟器”重点描述车辆跟驰和车辆车道变换的过程,这一部分的原始模块采用的是Wiedermann在1974年提出的驾驶员心理与行为模型。
本文采用Vissim作为研究和评价BRT运营组织优化的软件,主要是考虑Vissim软件本身对微观交通流的仿真能够达到较为真实的模拟,包括公交站停靠以及公交车之间的相互影响等,同时它还能够很好地对仿真中的交通状况进行细致的评价和分析。
2.2 微观仿真平台的建立
根据试验所要研究的内容建立微观仿真平台。其中:可变量,车站长度(调节泊位数)、车站类型(港湾或非港湾)、停靠时间分布、发车间隔及其分布、线路路径;控制条件,停靠失败率、停靠时间变化率、车辆到达变化率;测量数据,停靠失败率、延误、通行能力;仿真技术流程如图2所示。
2.3 评价指标的确定
从设施供应的角度出发,仿真研究的评价指标为通行能力及相应的服务水平。在建立微观仿真平台和确定仿真评价指标的过程中,主要提出了以下几点:
1)通行能力评价指标包括泊位通行能力、车站通行能力和线路通行能力。泊位通行能力的影响因素主要有4个:停靠时间、停靠时间变化率、停靠失败率、交通信号控制。车站通行能力则是综合了多个泊位的通行能力,反映车站泊位有效利用率。线路通行能力由线路中的关键车站通行能力决定,本文忽略交叉口影响。因此,对于BRT系统车站通行能力的提高是关键也是瓶颈。
2)服务水平评价指标以延误为主。
3)控制条件。仿真试验需要维持运营水平的一致来保证结果的可比性。而能够反映线路运营水平的基本指标包括:停靠失败率、停靠时间变化率,以及车辆到达变化率。
(1) 停靠失败率。
可以描述当车辆进站时泊位已满而需要等待的情况发生的几率,是描述线路运营水平的基本指标。使用停靠失败率的目的是避免车站出现大量车辆排队进站的恶劣情况,虽然此时车站的通行能力可以达到最大,即车辆可以紧接着前车进站、出站,泊位空闲率降到最低,但是此时过多的车辆在泊位前排队,较易发生多次停车和长时间等待的情况,这样的服务水平下得到的最大通行能力是没有意义的。仿真实验结果如图3所示。
随着期望停靠失败率的增加,通过车辆数明显增加,在停靠失败率约为10%时通过车辆数增加减缓,在停靠失败率约为25%时通过车辆数达到最大。仿真试验中选取统一的停靠失败率为15%,一方面是为了在同一运营水平上比较各项数据,另一方面此时获得通过车辆数较接近通行能力,且服务水平较好。
(2) 停靠时间变化率。
可以描述车辆停靠时间由于其他因素影响而产生的额外增加时间。这些影响因素包括:客流量变化、前车阻挡,以及随机事件的发生。它是反映线路运营水平的另一个重要指标。根据实地车站调查数据,停靠时间的分布基本上符合标准正态分布。因此,它对线路通行能力的影响可以通过停靠时间变化系数Cv来体现。Cv是停靠时间标准偏差除以平均停靠时间。仿真实验结果如图4所示。
通过仿真实验发现,随着停靠时间变化系数的增加,通过车辆数减少且最大延误增加,因此在之后的实验中将停靠时间变化系数为零时的通过车辆数视为车站通行能力。
(3) 车辆到达变化率。
描述车辆到达车站的离散程度的指标。类似停靠时间变化系数,这里也采用车辆到达间隔变化系数来描述到达时间的变化情况。它等于到达间隔偏差除以平均到达间隔。仿真实验结果如图5所示。
车辆到达变化率变化对通过车辆数没有太大影响,但是却对延误、停靠失败率等有较大影响。
3 微观仿真评价
3.1 大站快车与超车道
大站快车必须在已有港湾车站内增设超车道。实验中具体布置方式如图6所示。
进站车辆分为2条线路,一条线路为站站停线路,必须进入港湾站停靠;另一条线路为大站线路,在部分站点无需停靠,直接从超车道经过。因此,对于这个车站的断面通行能力也分为两部分,一部分是进站停靠的通行能力,另一部分是超车道上的通行能力。车站通行能力不仅受到原有影响泊位通行能力的诸多因素,如停靠时间、停靠时间变化率、停靠失败率等的影响,还受到超车道上车辆数的影响,仿真数据如图7所示。
从图7可以发现,超车车辆数的增加对进入港湾车站的停靠车辆数影响较小,但是对于整个车站的通行能力影响较大(在仿真条件下,无超车道的车站通行能力为140 bus/h,增加超车道后车站通行能力为218 bus/h,提高近50%)。但是,值得注意的是增加超车道后,对进站停靠的车辆服务水平有一定影响。尤其是当停靠车辆数与超车车辆数小于2∶1的时候,随着超车数的增加,进站车数有所减少,而且运行车速下降较快。
可见,车站通行能力可以随着超车数量的增加而增加。但是实际应用中线路运营不可能为了提高通行能力而牺牲过多进站车辆应有的服务水平,因此停靠车辆数与超车车辆数比例应保持在2∶1以上。这同时也是符合现实客流需求的,此时采用大站快车的运营模式对车站通行能力的提高将由实际可提供超车车辆数决定。
3.2 编组运营模式
之前已介绍了进站车辆通过编组同样可以达到提高通行能力和服务水平的目的。因此,本节编组仿真试验中采用虚拟车站进行编组发车,实验结果如图8所示。对比之前的未编组车站通行能力,可以得到各停靠时间下的通行能力增加比例。
从图8中可见,编组之后,各停靠时间下、多泊位车站的通行能力都有增加,且编组数越大通行能力增加越明显,甚至接近最大通行能力。这是因为编组的车辆一般较少出现车站内有的泊位空闲却无法进站的情况,减少了不必要的等待和停车次数,在相同的停靠失败率指标控制下,通行能力自然大大提高了。
编组之后,随着停靠时间的增加,各类编组形式下车站通行能力增加值越来越大,可见编组运营的措施可以抵消停靠时间增加带来的不利影响,真正发挥出增加泊位数的作用。
以上的仿真试验都是基于路侧非港湾式车站进行的,为了全面说明问题,笔者还进行了港湾式车站的仿真试验作为比较。研究发现,经过编组,港湾车站通行能力有所增加,但是效果不如路侧车站编组明显,其通行能力与路侧车站相差不大。
因此,在泊位数小于3个时,路侧公交车站和港湾公交车站通行能力相差较小,对于路侧公交车站推荐采取编组运营方式,通行能力提高较明显;泊位数大于3个后,港湾公交车站的优势开始显现,但是其编组运营效果较差。同时需要注意当编组超过3辆时,由于车速的差异和站距的不同,即使通过信号绿波控制也比较难成队形,所以其应用还是有限制,不可能无限制的提高通行能力。
4 实例应用
本文利用上海典型公交车站及公交线路的实地调查数据进行实例应用。相关调查数据整理如下:调查时间:2005-04-20T07:00～09:00早高峰时段;调查路线:沿910公交车线路选择了5个车站进行车站调查,站距如图9所示。
首先,根据调查获得的数据输入线路模型,包括停靠时间、停靠时间变化系数Cv、泊位数等参数,通过调整线路发车间隔来获得车流变化,以关键车站停靠失败率达到15%时获得的通过车辆数作为线路通行能力值,然后评价各站点延误变化,见表1。
1) 路优化方案一:
编组。由于原始线路通行能力已不足,因此增加车站泊位数并且对线路进行编组。采取运营优化方案一后仿真发现:对比原线路通行能力仅为105 bus/h,而现在通过增加泊位数和编组之后增加到149 bus/h,通行能力提高了42%;车辆停靠各车站的延误都较为一致,没有出现极端恶劣状况,线路运行可靠性增强。
2) 线路优化方案二:
大站快车。由于原始线路通行能力已不足,设计线路优化方案二,即采取大站快车运营组织模式,站站停线路与快车线路见图10所示:
对比原线路通行能力仅为105 bus/h,而现在通过增加泊位数和超车道之后线路通行能力增加到190 bus/h。其中站站停线路为115 bus/h,快线1与快线2分别为37 bus/h和38 bus/h,单就大站快车运营模式而言使通行能力提高了25%;停靠车辆数基本都能满足各车站客流需求,而复兴东路站由于客流较小所以只有站站停车辆;车辆停靠各车站的延误都在可接受范围内,没有出现极端状况,线路运行可靠性增强。
5 结束语
在之前关于车站通行能力研究的基础上,利用微观仿真的手段对2种BRT运营组织模式进行了分析和评价,指出了大站快车和编组运营模式的适应条件、设计关键以及对于BRT线路通行能力和服务水平提高的作用和效果,为今后BRT运营组织提供一些有益的参考和支持。
摘要：在全国提倡公交优先的背景之下,快速公交系统(BRT)的建设已成为许多城市解决城市交通问题的一种有效方式。高效的运营组织是BRT系统建设最为基本也是最为关键的部分。文中在吸收国内外成功经验的背景下,利用微观仿真手段,结合车站设计的相关内容,研究和分析几种运营组织模式对车站通行能力的影响和效果,提出若干线路运营组织方面的优化建议。
关键词：微观仿真,车站通行能力,大站快车,编组
参考文献
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Vissim仿真技术 第7篇
(1) 确定研究对象, 本文以南二环———高新路交叉口作为研究对象, 针对研究对象调查现状交叉口形式, 各进出口高峰小时机动车和非机动车流量, 以及现状的信号配时情况。
(2) 借助Auto CAD2004绘制交叉口现状图, 根据现状调查数据和改善后的数据, 对VISSIM的参数包括机动车和非机动车流量、交通构成、信号相位和信号配时等进行标定。
(3) 仿真运行。输出现状仿真结果, 包括行程时间、排队长度和延误。
(4) 根据交叉口存在的问题、计算数据和现状仿真运行结果, 提出交叉口改善方案, 包括交叉口的渠化、信号相位和信号配时优化等。
(5) 对改善后方案进行参数标定后对改善方案进行仿真, 并输出仿真结果, 包括行程时间、排队长度和延误。
(6) 根据改善方案输出的结果与现状仿真输出的结果进行比较。通过输出对比数据表、仿真图片及仿真视频, 确定最终的改善方案或者方案的可行性, 完成该交叉口改善前后的仿真对比分析任务。
2 交叉口现状分析
2.1 现状资料整理
南二环———高新路交叉口由于受到南二环高架的影响属于不规则交叉口, 交叉口面积比较大。大量的机动车、非机动车和行人穿梭于此交叉口, 交通秩序混乱, 交通问题频发, 是对交通功能要求比较高的交叉口。通过对此交叉口实地调查, 对交叉口具体形式、高峰小时交通量和信号配时等现状情况进行了整理。交叉口形式如下图1所示。
通过对南二环—高新路交叉口各进出口高峰小时的流量调查, 整理现状高峰小时交通量资料如下表1所示。
现状的信号配时情况如表2所示。
2.2 现状仿真及问题分析
根据实际看到的问题、计算数据以及现状的仿真, 发现交叉口存在以下问题:
(1) 交叉口区域内冲突点较多, 车辆相互干扰严重。交叉口面积较大, 渠化不合理, 西进口和东进口没有设置非机动车道车辆在交叉口范围内交织行驶。
(2) 交叉口信号相位配时不合理, 黄灯时间3秒对于面积较大的路口而言比较短, 路口不能完全清空, 致使部分车辆停滞在交叉口内。同时对于交通量较大的方向, 现状配时造成车辆排队现象明显。
(3) 通过通行能力计算, 得出南北方向通行能力不足, 不能满足需求。
(4) 标志、标线设置不合理, 缺少或者模糊不清。
(5) 安全设施不健全。此交叉口行人、机动车和非机动车流量特别大, 行人由于随意性对交通造成严重干扰, 在这种情况下却没有设置机非分离设施。
3 改善措施
3.1 渠化设计
通过对交叉口突出问题的分析, 结合交叉口渠化改善的可行性, 主要从以下三个方面进行交叉口渠化设计。
(1) 西进口没有设置非机动车道, 造成机非混行, 交通秩序混乱。将最右侧右转车道转化为非机动车道, 同时, 西进口直行车道和左转车道间夹有一右转车道 (下高架车辆右转) 转变为直行车道。由于下道口与交叉口之间距离比较近, 没有变向车道, 建议下道车辆不在此路口右转, 将右转车道变为直行车道, 而把最右侧的一条直行车道变为右转车道。
(2) 东进口、东出口没有设置非机动车道, 人车混行, 交通秩序混乱。需要在东进口、东出口增加非机动车道。同时东进口最右侧为直右车道, 此车道上有直行车辆对其相邻的右转车道上的右转车道车辆造成严重干扰。将最右侧直右车道变为非机动车道, 其相邻的右车道转变为直右车道, 与右转车道相邻的直行车道也转变为直右车道。
(3) 此交叉口距离较大, 行人过街距离长, 经常出现行人受阻于人行横道上等候穿越机动车车流空档, 不仅降低了行人过街的安全性, 也增加了机动车通过交叉口的延误。将斑马线前移, 缩短行人过街的距离, 同时设置渠化岛, 形成非机动车和行人过街的独立通道。
渠化完成后整体效果图如图2所示。
3.2 信号配时优化
为了满足各进口交通量的需求, 需要对交叉口的信号配时进行优化, 适当调整各信号相位信号灯的时间。信号灯配时优化选择synchro软件, 经过计算得出的信号灯周期为140s, 设置信号灯为三相位:第一相位为东西方向直行绿灯, 南北方向红灯;第二相位为东西方向左转和右转绿灯, 南北方向红灯;第三相位为东西方向红灯, 南北方向绿灯。信号配时优化完成后各相位信号灯详细设置见表3。
由于交叉口比较大, 3s的时间不足以使交叉口清空。即原有黄灯时间内无法使车辆全部通过交叉口, 经常造成某一方向的车辆还没有驶出交叉口, 另一方向的车辆已经驶入交叉口, 出现交通冲突, 故把黄灯时间适当调高设置成5s。
3.3 其他措施
(1) 在交叉口及附近设置安全措施。
(2) 此交叉口面积较大, 路面较宽, 鉴于对行人的保护, 设置行人二次过街驻足区。
(3) 由于行人和非机动车的任意性, 将机动车道和非机动车道用护栏隔离。
(4) 驶入交叉口前降低车辆速度, 在当前没有设置非机动车道的进口以及缺少隔离措施的路口, 在交叉口右转车道前方设置减速标志。
4 改善前后对比分析
根据上述交叉口的改善措施, 本文主要从行程时间、延误和排队长度三个方面对交叉口改善前后状况进行对比评价。
4.1 行程时间对比
改善前后各方向行程时间对比如表4所示。
通过对比可以看出, 对于改善后的交叉口, 车辆通过相同的距离所用的时间都有不同程度的改变, 尤其是西进口右转、东进口直右车辆通过相同距离的时间显著减少。然而, 改善方案并没有使得所有通行方向的行程时间减少, 比如对南进口直行、北进口直行, 反而增加了行程时间。总体上讲改善后的方案对于减少各行车方向的车流行程时间有积极的作用。
4.2 延误对比
改善前后交叉口延误如表5所示。
从表5可以看出, 对于整体而言, 改善方案各行程时间检测段对应的延误时间都得以不同程度减小。
4.3 排队长度对比
从排队长度前后对比可以看出, 南二环—高新路经过改善后大部分路段的排队指标都得到改善, 部分路段平均排队长度、最大排队长度和停车次数大大减少。
5 结语
本文借助于VISSIM交通仿真软件, 对南二环—高新路交叉口改善前后进行评价, 通过对行程时间、交叉口延误和排队长度三个指标进行对比分析, 发现改善后方案达到了良好的效果。基于VISSIM的交叉口改善前后仿真对比可以通过对改善前后多个指标的评价, 对改善后的方案进行评价, 经过前后对比得出改善后方案更优。本文介绍利用VISSIM软件对交叉口进行评价, 以期为解决目前城市平面交叉口日趋严重的拥堵现状提供有效的参考。
参考文献
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Vissim仿真技术 第8篇
1) 确定仿真对象, 并对其进行基本交通数据调查;
2) 数据处理;
3) 利用绘图软件绘制交叉口仿真蓝图;
4) 把绘制的交叉口底图导入软件平台, 对交叉口的各要素进行精确描绘;
5) 根据调查数据对软件进行参数标定调试;
6) 输入仿真数据;
7) 选择仿真结果输出形式;
8) 分别对现状及改善方案进行仿真分析, 然后对比分析现状及改善方案, 得出结论。
其仿真流程如图1所示。
2 南稍门交叉口研究
2.1现状分析
南稍门交叉口是由长安路与友谊西路相交而成, 它在南北交通轴上的作用重要, 它南接小寨、纬二街、电视塔, 北面则直通市区及最繁荣地带:南门、钟楼、北大街。经过调查发现在南北向上的交通流相对较大, 交通延误更为严重, 另外, 对于长安路, 由于大量的自行车以及行人对于右转车辆造成了很大的干扰, 容易造成阻塞, 而长安路上也是右转车辆与过往的行人以及直行自行车之间的冲突, 造成相互干扰。长安路上存在机非混行的情况, 这对道路的交通也会造成很大的影响。因此, 南稍门平面交叉口是西安市交通比较拥堵的交叉口之一。图2是南稍门交叉口高峰期段交通状况的仿真效果图, 图3是南稍门交叉口现状平面图, 图4是南稍门交叉口相位图, 图5是南稍门交叉口配时图。
由现状调查看出, 高峰时段车流量较大, 车辆行驶缓慢, 大大降低了交叉口的通行效率。
2.2交叉口改善方案
2.2.1 改善后相位配时方案
通过仿真配时软件以及VISSIM仿真软件的分析, 对该交叉口进行重新配时。南稍门交叉口仍为四相位, 但在此基础上进行优化配时, 将扩大的18 s分配给2个小相位, 即第1相位绿灯时间29 s, 第2相位绿灯时间10 s, 第3相位绿灯时间36 s, 第4相位绿灯时间8 s, 如图6所示。
2.2.2 改善后交叉口车道划分方案及仿真效果
经过调查以及仿真软件模拟分析, 对该交叉口的车道进行重新规划。对于东西向的友谊路, 原机动车道保持不变。对于南北向的长安路, 在距停车线30 m处将15 m绿化带2边各减少3.5 m, 即在道路内侧进出口各增加一条车道, 如图7所示。
改善后仿真效果, 如图8所示。
从图8中看出, 由于改善了交叉口的配时方案和车道的重新划分, 使车辆通行速度大大提高, 各进口道的排队现象有所缓解, 交叉口的车辆运行状况得到了明显的改善。
2.3交叉口改善方案评价
2.3.1 机动车行程时间对比
行程时间是指汽车沿一定的路线在实际的交通条件下, 从一处到达另一处行车所需要的总时间 (包括停车和延误) 。通过行车时间可以评价道路拥挤度, 可通过实测延误的大小、位置及原因确定缓解拥挤的对策;由行车时间可以得知车辆通过区间的通畅程度;为路网交通分配提供行车时间依据;通过事前、事后状况, 可评价交通措施的效果等等, 如表1所示。
说明:检测断面在交叉口附近100 m范围内。
2.3.2 行程车速对比
行程车速是车辆行驶路段于通过该路程所需的总时间 (包括停车时间) 之比。行车时间是一项综合性的指标, 用以评价道路的通畅程度, 估计行车延误, 如表2所示。
2.3.3 机动车最大排队长度对比
各进口方向排队长度取仿真时间内每周期最大排队长度的平均值, 如表3所示。
3 结束语
城市道路平面交叉口随着交通量的飞速增长, 交通的拥挤和堵塞情况较严重, 尽管在城市内修建了一些立交桥、过街天桥、地下通道等设施, 但其拥堵的状况仍然未得到有效地解决。在这样的背景下, 本文借助于VISSIM交通仿真软件, 寻找平面交叉口的优化信号配时方案和改善交叉口车道布局方案, 达到了良好的改善效果, 以期为解决目前城市平面交叉口日趋严重的拥堵现状提供有效的参考。
摘要：城市道路平面交叉口是道路系统中重要的组成部分, 一旦交叉口发生堵塞, 会影响交通的有效运行。因此, 如何提高交叉路口的通行能力对城市的交通有重要意义。以南稍门十字交叉口为研究对象, 借助VISSIM交通仿真软件, 调查其高峰时段的现状交通量、信号配时方案及车道功能的划分, 研究交叉口优化配时方案和改善交叉口车道划分方案, 并对方案进行评价。结果表明该方案能有效的减少车辆延误, 提高平面交叉口的通行能力, 证明VIS-SIM仿真软件在城市道路平面交叉口的应用达到良好的改善效果, 为解决目前城市平面交叉口日趋严重的拥堵现状提供有效的参考。
关键词：VISSIM,平面交叉口,方案评价
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