某交叉口渠化設(shè)計(jì)、信號(hào)配時(shí)及流量調(diào)查和仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2908某交叉口渠化設(shè)計(jì)、信號(hào)配時(shí)及流量調(diào)查和仿真分析案例 1322551.1交叉口渠化設(shè)計(jì)調(diào)查 1125631.2交叉口信號(hào)配時(shí)調(diào)查 3123041.3交叉口流量調(diào)查 5324761.4交叉口仿真環(huán)境搭建 6127731.5交叉口仿真環(huán)境改良 8292981.6交叉口現(xiàn)狀分析 121.1交叉口渠化設(shè)計(jì)調(diào)查1.1.1交叉口地理位置長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口的東進(jìn)口是解放廠區(qū)的6號(hào)門，南進(jìn)口是孟家公鐵橋，西進(jìn)口是長(zhǎng)沈路，北進(jìn)口是奔馳路。該交叉口附近小區(qū)眾多，包括車城名仕花園、豪邦緹香公館、力旺康景等。除此之外，還有一汽制造廠、歐亞超市以及長(zhǎng)春市希望學(xué)校等建筑，其位置示意圖如圖1.1所示。圖1.1長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口位置示意圖1.1.2交叉口幾何條件長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口東進(jìn)口由于是解放廠區(qū)6號(hào)門，只存在物流車輛，所以進(jìn)口道和出口道均為一條未渠化的較為寬闊的機(jī)動(dòng)車道；南進(jìn)口道為三條機(jī)動(dòng)車道，分別是直行、直左和左轉(zhuǎn)車道，出口道為三條車道；西進(jìn)口道為三條車道，分別為左轉(zhuǎn)、直左和右轉(zhuǎn)車道，出口道為兩條車道；北方向進(jìn)口道由兩條機(jī)動(dòng)車道組成，分別是直行車道和直右車道，出口道為拓寬式三車道，各方向車道寬度為3m。圖1.2為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口航拍圖，圖1.3為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口幾何現(xiàn)狀渠化圖。圖1.2長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口航拍圖圖1.3長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口幾何現(xiàn)狀渠化圖1.2交叉口信號(hào)配時(shí)調(diào)查長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口現(xiàn)有相位方案采用兩相位，第一相位為東西方向直行和左右轉(zhuǎn)，第二相位為南北方向直行和左右轉(zhuǎn)。現(xiàn)有配時(shí)方案分為早高峰、平峰、晚高峰三個(gè)時(shí)段分別進(jìn)行控制。表1.1為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口信號(hào)配配時(shí)表，表中數(shù)據(jù)是由某工作日在交叉口現(xiàn)場(chǎng)采集得到。圖1.4、圖1.5、圖1.6為相位配時(shí)圖。表1.1長(zhǎng)沈路—奔馳路信號(hào)配時(shí)表時(shí)段相位周期/s綠燈時(shí)間/s黃燈時(shí)間/s紅燈時(shí)間/s早高峰第一相位11348362第二相位11353357平峰第一相位10348352第二相位10343347晚高峰第一相位11853361第二相位11853361圖1.3長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口早高峰信號(hào)配時(shí)圖圖1.4長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口平峰信號(hào)配時(shí)圖圖1.5長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口晚高峰信號(hào)配時(shí)圖1.3交叉口流量調(diào)查通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際調(diào)查得知，長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口的機(jī)動(dòng)車組成以小汽車和物流車輛組成，以及少部分的公交車和其他車輛。其中東進(jìn)口大部分為物流車輛。表1.2為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口交通流量表，表中數(shù)據(jù)是由4月15日日在交叉口現(xiàn)場(chǎng)采集得到。表1.3為早高峰詳細(xì)流量表。表1.2長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口流量表進(jìn)口轉(zhuǎn)向早高峰流量(pcu/h)大車比例(%)平峰流量(pcu/h)大車比例(%)晚高峰流量(pcu/h)大車比例(%)東進(jìn)口左轉(zhuǎn)096.091089.151241.67直行12817476右轉(zhuǎn)0748南進(jìn)口左轉(zhuǎn)8251.9749014.7721031.56直行645404177右轉(zhuǎn)000西進(jìn)口左轉(zhuǎn)84015.0741836.4452215.25直行290354174右轉(zhuǎn)662496550北進(jìn)口左轉(zhuǎn)91.911014.54166.59直行482314202右轉(zhuǎn)471240540表1.3長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口早高峰詳細(xì)流量表進(jìn)口轉(zhuǎn)向小汽車流量(輛/小時(shí))公交車流量(輛/小時(shí))廂式貨車流量(輛/小時(shí))拖掛平板貨車流量(輛/小時(shí))東進(jìn)口左轉(zhuǎn)0000直行509726右轉(zhuǎn)0000南進(jìn)口左轉(zhuǎn)8131200直行6281700右轉(zhuǎn)0000西進(jìn)口左轉(zhuǎn)832800直行38010725右轉(zhuǎn)6521000北進(jìn)口左轉(zhuǎn)9000直行4721000右轉(zhuǎn)45318001.4交叉口仿真環(huán)境搭建通過(guò)對(duì)交叉口的數(shù)據(jù)調(diào)查，對(duì)交叉口現(xiàn)狀進(jìn)行仿真模擬。利用VISSIM和SYNCHRO兩種軟件分別對(duì)交叉口現(xiàn)狀進(jìn)行仿真，根據(jù)與真實(shí)情況的貼合度，確定論文需要采用的仿真軟件。1.4.1VISSIM仿真環(huán)境搭建VISSIM是一種微觀、基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，用以建模和分析各種交通條件下（車道設(shè)置、交通構(gòu)成、交通信號(hào)、公交站點(diǎn)等），城市交通和公共交通的運(yùn)行狀況，是評(píng)價(jià)交通工程設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方案的有效工具。VISSIM通過(guò)對(duì)路段的構(gòu)建，連接路段完成交叉口的構(gòu)建。自由度較高，可以任意設(shè)置進(jìn)出口道的數(shù)量以及各進(jìn)口道的行駛方向，對(duì)車輛在交叉口內(nèi)的行駛軌跡也可以控制和調(diào)整，如圖1.6。圖1.6VISSIM仿真模擬圖1.4.2SYNCHRO仿真環(huán)境搭建SYNCHRO軟件具有直觀的圖形顯示，同時(shí)又有較強(qiáng)的計(jì)算能力，能夠滿足信號(hào)配時(shí)評(píng)價(jià)的各項(xiàng)要求，其仿真結(jié)果對(duì)交通管理者具有極高的參考價(jià)值，是一套能與交通管理與控制的專業(yè)知識(shí)密切結(jié)合的仿真軟件。SYNCHRO在建立交叉車道后，會(huì)自動(dòng)生成交叉口，但交叉口的規(guī)模和形狀不能很好地人為控制，不能準(zhǔn)確地還原交叉口的實(shí)際情況。另外車道的進(jìn)口道方向也有一定的局限性，如圖1.7。圖1.7SYNCHRO仿真模擬圖綜上，由于VISSIM的仿真還原度更高一些，本文以下的仿真環(huán)節(jié)，將采用VISSIM仿真軟件進(jìn)行仿真模擬。1.5交叉口仿真環(huán)境改良為了使仿真條件能夠最大程度與現(xiàn)實(shí)情況擬合，本文將以滴滴信控系統(tǒng)為參照，不斷調(diào)整仿真環(huán)境，確保高度還原實(shí)際情況。滴滴信控系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)記錄城市道路上真實(shí)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)，建立交通模型和優(yōu)化算法，其中路口評(píng)估可實(shí)現(xiàn)停車延誤、停車次數(shù)和排隊(duì)長(zhǎng)度等多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)時(shí)查看功能，對(duì)本文的仿真條件優(yōu)化有很大的幫助。分別提取滴滴信控系統(tǒng)中一整天的長(zhǎng)沈路-奔馳路的停車延誤（圖1.8）、停車次數(shù)（圖1.9）和排隊(duì)長(zhǎng)度（圖1.10）三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，以此作為仿真標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)仿真環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化。表1.3為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表。圖1.8交叉口停車延誤（4月15日）圖1.9交叉口停車次數(shù)（4月15日）圖1.10交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度（4月15日）表1.3長(zhǎng)沈路—奔馳路交叉口評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表停車延誤（s）停車次數(shù)（次）排隊(duì)長(zhǎng)度（m）早高峰40.000.73218晚高峰21.920.4674VISSIM中的可以調(diào)控的數(shù)據(jù)包括車輛的模型、車輛加/減速函數(shù)以及期望車速分布等參數(shù)，為了使仿真環(huán)境能夠最大程度的和現(xiàn)實(shí)情況擬合，需要對(duì)軟件中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，由于部分參數(shù)很難在基本的調(diào)查中獲取，本文將通過(guò)參閱文獻(xiàn)得到相關(guān)數(shù)據(jù)。1.5.1車輛模型設(shè)置經(jīng)過(guò)調(diào)查，長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口的車輛類型可以分位4種，分別為小汽車（長(zhǎng)度約為4.5m）、公交車（長(zhǎng)度約為11.5m）、廂式貨車（長(zhǎng)度約為10m）以及拖掛平板貨車（長(zhǎng)度約為13m），將以上車輛模型輸入到VISSIM仿真軟件中。如圖1.11和1.12，為廂式貨車模型。圖1.11廂式貨車2D參數(shù)設(shè)置圖1.12廂式貨車3D參數(shù)設(shè)置1.5.2車輛速度、加速度設(shè)置由于車輛的行駛速度和加速度無(wú)法從調(diào)查中獲取，通過(guò)參閱文獻(xiàn)，得到以下參數(shù)?！痘诩铀俣扔?jì)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車駕駛行為建模方法》在基于北斗車載定位終端中實(shí)現(xiàn)了駕駛行為分析，并對(duì)各種車型的汽車在行駛過(guò)程中多次數(shù)據(jù)采集，通過(guò)實(shí)車測(cè)試得出各種駕駛行為狀態(tài)下的經(jīng)驗(yàn)加速度閾值，小汽車的最大加速度低于4m/s2，平均加速度為3.5m/s2，最大減速度為-5m/s2，平均減速度在-3m/《基于多目標(biāo)優(yōu)化的公交運(yùn)行速度優(yōu)化控制方法》采用跟車調(diào)查法對(duì)公交車輛的運(yùn)行狀況進(jìn)行調(diào)查，用GPS定位設(shè)備和錄像設(shè)備對(duì)全線站點(diǎn)信息進(jìn)行采集，根據(jù)定位信息確定公交車輛的瞬時(shí)運(yùn)行速度。分析所采集數(shù)據(jù)得知，85%分位減速度為-0.95m/s2，85%分位加速度為0.73m/s2《城市物流配送車輛技術(shù)要求》的征求意見稿中建議廂式貨車總加權(quán)加速度均方根值(m/s2)在0.5～0.8之間【19】?！度诤隙嗵卣魃窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的城市道路速度預(yù)測(cè)研究》一文調(diào)查小汽車在城市道路的行駛速度大概在50km/h【20】，由于公交車、廂式貨車、拖掛平板貨車的行駛速度低于小汽車，本文將其速度設(shè)置為40km/h。表1.4為VISSIM仿真軟件速度、加速度參數(shù)設(shè)置表。圖1.13為廂式貨車的加速度參數(shù)設(shè)置，圖1.14為車輛的速度參數(shù)設(shè)置。表1.4VISSIM仿真軟件速度、加速度參數(shù)設(shè)置表參數(shù)小汽車公交車廂式貨車拖掛平板貨車速度（km/h）50404040加速度（m/s3.51.00.80.8減速度（m/s-3.0-0.9-0.9-0.9圖1.13廂式貨車加速度參數(shù)設(shè)置圖1.14車輛速度參數(shù)設(shè)置1.5.3車輛行駛軌跡設(shè)置經(jīng)過(guò)對(duì)交叉口的觀察，確定各進(jìn)口道車輛在交叉口內(nèi)部的行駛軌跡，在VISSIM仿真軟件中進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整，并設(shè)置各沖突點(diǎn)的讓行規(guī)則，直行車輛優(yōu)先通過(guò)交叉口，如圖1.15。圖1.15交叉口沖突點(diǎn)讓行規(guī)則經(jīng)過(guò)以上調(diào)整后，對(duì)交叉口早高峰時(shí)段進(jìn)行仿真，得到與滴滴信控系統(tǒng)相同的指標(biāo)，與滴滴信控系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，得到表1.5長(zhǎng)沈路-奔馳路仿真評(píng)價(jià)對(duì)比表。表1.5長(zhǎng)沈路—奔馳路VISSIM仿真評(píng)價(jià)對(duì)比表停車延誤（s）停車次數(shù)（次）排隊(duì)長(zhǎng)度（m）滴滴信控系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)40.000.73218VISSIM評(píng)價(jià)指標(biāo)41.021.00224.7由表可知，VISSIM仿真軟件產(chǎn)生的停車延誤和排隊(duì)長(zhǎng)度與真實(shí)情況即為接近，停車次數(shù)略高于真實(shí)數(shù)據(jù)，原因可能是現(xiàn)實(shí)中的車輛并不完全遵從讓行規(guī)則，會(huì)冒險(xiǎn)加速通過(guò)交叉口。綜上，VISSIM仿真環(huán)境的改良較為成功，可以反映出交叉口存在的問(wèn)題交通流真實(shí)運(yùn)行情況。對(duì)長(zhǎng)沈路-奔馳路信號(hào)交叉口早高峰時(shí)段進(jìn)行模擬仿真，得到交叉口各方向的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，表1.6為長(zhǎng)沈路-奔馳路交叉口早高峰VISSIM仿真評(píng)價(jià)表。表1.6長(zhǎng)沈路—奔馳路早高峰VISSIM仿真評(píng)價(jià)表平均延誤（s）排隊(duì)長(zhǎng)度（m）停車次數(shù)（次/輛）東進(jìn)口直行3050.81.33南進(jìn)口直行19.11030.51左轉(zhuǎn)35.51181.12西進(jìn)口左轉(zhuǎn)88.52271.69直行762271.4右轉(zhuǎn)28.11650.68北進(jìn)口直行19.137.40.66右轉(zhuǎn)16.446.20.461.6交叉口現(xiàn)狀分析通過(guò)對(duì)長(zhǎng)沈路-奔馳路信號(hào)交叉口的流量調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)該交叉口的早高峰時(shí)段車流量最大，擁堵情況最為嚴(yán)重。綜合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)并結(jié)合仿真數(shù)據(jù)的分析，可知該交叉口主要存在的具體交通問(wèn)題如下：由于該交叉口為畸形交叉口，南北方向進(jìn)口道不對(duì)稱，導(dǎo)致南進(jìn)口左轉(zhuǎn)車輛與北進(jìn)口直行車輛的沖突區(qū)域較大，會(huì)在交叉口內(nèi)部出現(xiàn)減速讓行甚至停車現(xiàn)象，會(huì)造成交叉口混亂，嚴(yán)重影響交叉口的通行能力和運(yùn)行效率。如圖1.16。圖1.16交叉口內(nèi)部現(xiàn)狀西進(jìn)口和北進(jìn)口都存在直右車道，但是該交叉口的右轉(zhuǎn)車輛不受紅燈限制，當(dāng)直右車道上的直行車輛因紅燈停車等待時(shí)，右轉(zhuǎn)車輛會(huì)因此產(chǎn)生不必要的延誤。南方向進(jìn)口道的