VISSIM仿真技术在高架路拥堵治理中的应用
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摘 要
高架路作为现代有效的立体交通体系，是城市发展到一定阶段的必然产物。采用VISSIM交通仿真软件对调查数据进行分析，通过分析仿真计算的结果找出造成高架路交通拥堵的主要原因，随后在平峰时段和高峰时段，分别提出不同的调控方案对交通拥堵情况进行缓解，并对其进行仿真模拟计算，验证调控措施对改善交通拥堵现象的有效性，为解决高架路交通拥堵提出对策和相应的建议。
关键词
交通仿真;高架路;拥堵
中图分类号： U491 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 84
1 交通数据采集
主要对高架主路、出入口匝道、匝道与地面道路连接区的交通流进行实际调查采集。调查的时段分为平峰时段和高峰时段，在大量的调查数据中选择15：30-16：30作为平峰时段，17：30-18：30作为高峰时段，对其进行数据分析和仿真模拟，高峰时段的选择依据是该时段内道路的交通流接近饱和，结果的可靠性相对较高。数据在采集过程中主要采用的是人工采集的方式，每5分钟统计一次，主要对主路、入口和出口的交通量进行采集，为了节约时间减少意外伤害，主要针对小汽车和大车两种车型进行采集。
2 交通拥堵原因分析
2.1 平峰时段交通拥堵原因分析
（1）流量。入口匝道处的交通流量相对波动较大，造成该现象的主要原因在于高架桥上主路外侧车道的行车流量和该处的行驶车辆相互影响。
（2）速度。入口匝道处车辆的行驶速度也存在和上述交通流量一样的变化规律，道路内侧不仅行驶速度高于外侧道路，而且内侧道路的交通流量也比外侧道路的高。
（3）密度。高架桥主路的内侧车道和外侧车道在密度分布上存在着一定的差距，内侧车道密度的波动相对较小，分布在20veh/km至30veh/km之间，外侧车道密度的波动相对较大，分布在20veh/km至50veh/km之间，最大值为52veh/km;内侧车道的服务水平为C级，而外侧车道的服务水平为E级。
（4）排队长度。高架主路的车流排队现象呈现周期性变化，此种变化与入口匝道交通流量的周期性变化是相吻合的，在对高架桥交通拥堵治理时，有必要对驶入车辆的交通流量进行控制。
2.2 高峰时段交通拥堵原因分析
（1）流量。入口匝道处的交通流量相对波动较大，造成该现象的主要原因在于高架桥上主路外侧车道的行车流量和该处的行驶车辆相互影响。高架桥主路外侧道路上的行车流量随着入口匝道处的流量的波动而发生变化。如果入口匝道处的车流量相对较大，会导致高架桥主路外侧道路上的车流量相对减小;相反情况下，会导致高架桥主路外侧道路上的车流量相对增大。
（2）速度。高架桥主路上外侧车道的行车速度呈现周期性的变化，主路外侧车道的行车速度比内侧车道的行车速度低，内侧车道行车速度一般为15km/h至30km/h，外侧车道行车速度一般为5km/h至25km/h。
（3）密度。高架桥上主路道路的外侧车道密度比内侧车道密度较高，外侧车道密度一般在80veh/km至100veh/km之间，波动相对较小;内侧车道密度一般在60veh/km至100veh/km之间，波动相对较大，特别是在31分钟到49分钟之间的时间段内，波动更为频繁。经判断分析，该时段，内侧车道的服务水平为E级，外侧车道的服务水平为F级。
（4）排队长度。车辆排队现象非常严重，其长度在40veh-110veh，并且波动非常明显，最大值为115veh。并且排队长度的变化具有一定的周期性，主要受入口匝道上游的交叉口信号控制的影响。当驶入车辆的交通数量增大时，交织区域内的行驶车辆相互之间的干扰显著，就会产生排队增长，出现交通拥堵的现象，相反，就不会出现较多的排队车辆。
3 交通拥堵控制策略
3.1 平峰时刻控制策略
在平峰时段，交织区出现交通拥堵的现象具有一定的偶然性，车辆的排队长度是骤然增加的。主要是因为入口匝道驶入的车辆数量偶然增大造成的，因此，需对其进行控制。控制过程中应用的主要工作原理是检测高架桥上游和高架桥上游的占有率，用高架桥的通行能力作为条件进行约束，并借助信号灯的控制对入口处驶入的车辆交通流量进行控制。
3.2 高峰時刻控制策略
对于高峰时刻而言，高架桥上的交通拥堵现象非常严重，接近于交通瘫痪，对其进行控制主要时通过对入口匝道进行定时调节，具体的调节措施取决于高架与入口衔接处上游流量、衔接处下游道路通行能力、驶入流量三者之间的关系，当上游流量和下游通行能力相同时，就会出现高架拥堵的现象，此时可以采取停止车辆驶入高架的手段对拥堵现象进行缓解。通过上一节的研究发现，在高峰时段，应将高架桥的入口匝道临时关闭。通过调查发现研究对象的高峰时段一般集中在7：00-9：00和17：00-20：00。
4 控制改善方案评价
4.1 平峰时刻改善效果
4.1.1 交织区密度
采取控制措施以后，高架桥主路的内侧车道和外侧车道在密度分布波动相对平缓，内侧车道的密度一般在20veh/km左右，外侧车道的密度为20veh/km-30veh/km之间，最大值为31veh/km。可以判断出内侧车道的服务水平接近于B级，外侧车道的服务水平为C级。可以看出采取入口匝道感应控制措施后，道路的服务水平有了明显的提高，尤其是外侧车道，提升了2个等级，进而说明采取该控制措施对于提高平峰时段高架桥交织区的道路服务水平有效果。 4.1.2 主路最大排队长度
采取控制措施以后，几乎不会出现排队现象了，而排队长度的最大值也减小到2veh。通过对该时段，控制前后高架主路停车次数的对比可以得出，采取入口匝道感应控制措施可以有效地减少行驶车辆的停车次数。由此可见，该控制措施能够有效地缓解高架桥上主路行驶车辆的排队现象。
4.2 高峰时刻改善效果
4.2.1 交织区密度
采取对入口匝道进行关闭的控制措施后，内侧车道和外侧车道的密度波动都相对较小，内侧车道的密度在40veh/km左右，外侧车道的密度为40veh/km至60veh/km之间，最大值为58veh/km。此时，内侧车道的服务水平接近于D级，外侧车道的服务水平为E级。可以看出采取对入口匝道进行关闭的控制措施后，道路的服务水平有了一定的提高，进而说明采取该控制措施对于提高高峰时段高架桥交织区的道路服务水平有效果。
4.2.2 主路最大排队长度
采取入口匝道关闭控制措施以后，车辆排队长度大大地减小了，其数值在0veh-10veh左右，最大值为11veh，多个时间段内没有出现排队现象。通过对该时段，控制前后高架主路停车次数的对比可以得出，采取入口匝道关闭控制措施可以有效地减少行驶车辆的停车次数。由此可见，该控制措施能够有效地缓解高架桥上主路行驶车辆的排队现象。
5 结束语
通过以上分析可以看出，采取入口匝道感應控制措施对于平峰时段的道路拥堵现象能够有效地缓解，采取入口匝道暂时关闭控制措施对于高峰时段的道路拥堵现象也能够起到缓解的效果。由此可见，此次研究过程中，采取的控制措施对于缓解高架桥的交通拥堵现象是有效果的。为后续开展高架桥拥堵治理的研究分析提供了一种新的思路。
参考文献
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