如何模拟评价绿化效果

如何模拟评价绿化效果

摘要：本文以安徽省铜陵市长江路与淮河大道交叉口为例，通过现场调查得到交叉口高峰小时交通量，应用交通微观仿真软件(VISSIM)和交通理论计算，对现状交叉口进行评价；然后利用Synchro软件对交叉口进行信号配时优化以及交通工程和交通管理等方法对原交通控制方案进行改造、仿真和优化。
随着中国经济的发展，城市化进程加快，个体机动化方式出行的日益增多，给城市带来了一系列诸如环境污染、交通拥堵等问题。提高道路利用效率、改造交叉口设计及配时方案是解决此类问题的方案之一。交通仿真软件为证明方案实施前后的效果对比提供了手段，通过仿真可以为方案的合理性提供有利的证明，同时也能获得未来可能发生的交通情况。VISSIM是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以建模和分析各种交通条件下(车道设置、交通构成、交通信号、公交站点等)，城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。Synchro系统是以信号配时为研究对象，对硬件系统(如SCOOT等系统需要接入实际信号系统)无依赖性，是一种使用简便的信号配时优化软件。
本文试图通过Synchro对交叉口配时进行优化，然后利用VISSIM对方案进行模拟，以此评价方案与现状的效果。
1、现状描述
长江路－淮河大道交叉口是铜陵市的两条主要干道(长江路和淮河大道)相交的“十”字型交叉口。该交叉口位于市区中心，附近有市体育馆和铜都广场以及主要的商业区，全日机动车和人流量均较大，目前采用信号灯控制。该交叉口人流量、交通量大，交通状况较为复杂（图1）。
目前该路口已有较多的渠化表现，缩小了交叉口的面积，也使得交叉口内的交通流运行比较有序，路口中间的渠化岛可作为行人过街的等候区。该交叉口每个方向的进口道有三个，两个直行一个左转，每车道宽3m，但外侧的直行进口道多为摩托车利用；在外援设右转专用道；出口道现状只有一股4.5m以上的车道，未作标线划分。长江路护栏机非隔离，机动车道宽15m，非机动车道宽4.5m；淮河大道机动车道宽度14m，绿化带机非隔离；交叉口北侧段绿化带宽2m，非机动车道宽为6m，南侧段绿化带宽1.25m，非机动车道宽5.75m。
目前该交叉口的信号控制采用三相位，南北方向采用左转早启的方式。南北向左转28s，直行58s；东西相左转20s，直行34s（图2）。

调查高峰时段的交通量折算为PCU的结果如表1所示。

2、现状问题诊断
(1)该交叉口机动车交通流量很大，且全天高峰时间长；
(2)南北向交通量大，采用左早启的相位控制虽然可以延长放行时间，但是交叉口内部存在交通冲突点，引起交通流的混乱；
(3)该交叉口的过街行人交通量较大，行人过街时与右转车辆发生冲突，且无必要的行人过街保障措施，存在较大的安全隐患；
(4)行人在红灯时间强行横穿马路现象严重，严重影响了交通流的有序运行；
(5)南北交叉口通行能力不足，南进口经常有20辆以上的排队车辆，延误大；
(6)出口车道划分不明确；
(7)进口道车辆存储空间不够以及车道渐变段长度不够，直行的排队车辆影响到左转车辆的通行（图3）。

3、治理方案说明
本研究通过交通管理与控制的方法提出2个治理方案，方案A对交通设施的改动较小，建议近期实施；方案B对行人立体分流，建议在中远期实施。
3.1、方案A
(1)渠化措施
①拆除南北方向（淮河大道）进口前65m绿化带，并将原绿化隔离带改为机非隔离栏，其中50m作为进口道拓宽，15m施划车道渐变段，以增加拓宽车道长度提高交叉口通行能力；该范围内长江路北侧非机动车道宽5.4m，路段非机动车道宽6m，长江路南侧非机动车道宽4.4m，路段非机动车道宽5.75m。
②交叉口南北进口道增加一个直行车道，改为4个进口车道，即1个左转车道（宽3m），3个直行车道（每车道宽3m，最外侧车道可作摩托车候驶之用）和1个右转车道（宽3.7m）；各出口道用标线划分为两个车道，规范驶出车辆的行为。
③东西向交叉口65m范围内将隔离栏向两侧的非机动车道各偏移1.5m，进口道增加一个直行车道，出口道划分为2个车道（3m×2），进口道范围内非机动车道宽3m，其余为4.5m。
④交叉口各进口道增设行人过街导向标志，并加强行人交通管制，使得行人过街时首先到达渠化岛上，在绿灯时间过街。行人过街的相位与同方向的机动车直行相位相同，在直行相位绿灯时行人相位为绿灯，允许行人过街；在右转车道上增设注意行人和让路标志，让行人先行。
⑤左转停车线比直行停车线后退1m；在交叉口内施划左转机动车导流线。
(2)信号配时
利用Synchro优化信号配时，得到周期总长110s。
第一相位为南北进口方向左转专用相位，时长27s；第二相位为南北进口方向直行相位，时长24s；第三相位为东西进口方向左转相位，时长15s；第四相位为东西进口方向直行相位，时长28s。各相位间绿灯间隔时间均为4s（3s黄灯＋1s红灯），右转车流全周期内都可通行；非机动车的左转和直行采用机动车相同信号，右转在全部时间可以通行。
3.2、方案B
(1)渠化措施
①将交叉口转弯半径改造为20m，缩小交叉口面积。
②将东、西向进口道设为1条左转专用道（宽度3m）、1条直行车道（宽度3m）和1条右转专用车道（宽度3m）；在交叉口65m范围内将隔离栏向出口道一侧的非机动车道偏移20cm，使得出口道可划分为2个车道（3m×2），使得出口道可划分为2个车道（3m×2）。
③拆除南北方向（淮河大道）进口前65m绿化带，并将原绿化隔离带改为机非隔离栏，其中50m作为进口道拓宽，15m施划车道渐变段，以增加拓宽车道长度提高交叉口通行能力；该范围内长江路北侧非机动车道宽5.4m，路段非机动车道宽6m，长江路南侧非机动车道宽4.4m，路段非机动车道宽5.75m。
④将南、北向进口道设为1条左转专用道（宽3m）、2条直行车道（每车道宽3m）和1条右转专用车道（宽3m）；出口道增设为2车道（3m×2）。
⑤在机动车停车线前可设置摩托车候驶区；非机动车道向交叉口内延伸施画非机动车左转候驶区；在交叉口内增设左转机动车导流线，并完善各指示标志和标牌。
⑥取消原交叉口处人行横道，改设为人行过街天桥，在交叉口四个拐角处人行道上分别设置天桥的入口，并采用隔离设施限制行人进入行车道。

(2)信号配时
利用Synchro优化信号配时，得到周期总长为110s。
第一相位为南北进口方向左转专用相位，时长18s；第二相位为南北进口方向直行相位，时长22s；第三相位为东西进口方向左转相位，时长18s；第四相位为东西进口方向直行相位，时长36s。各相位间绿灯间隔时间均为4s(3s黄灯＋1s红灯)，右转车流与垂直方向的左转车流和本方向的直行车流同时放行；非机动车的左转和直行采用机动车相同信号，右转在全部时间可以通行。
4、方案仿真结果评价
采用计算机仿真的方法可以较直观地对现状和方案的结果进行比较分析。本次采用专业交通微观仿真软件VISSIM对该交叉口的现状及方案进行模拟，模拟输出效果见附件。同时，输出了两个主要的评价指标——进口道排队长度和交叉口延误。详见表2。

4.1、排队长度分析
模拟结果表明：
(1)现状进口道排队车辆长度最大的为南进口道左转(104m)和直行(91 m)，其次为东进口道直行(38)和西进口道直行(32 m)；
(2)对于方案A，南进口道排队长度大幅度降低，最大仅为34 m，东西进口道排队长度也有降低；
(3)对于方案B，各进口道排队长度均较小，最多为33 m。
4.2、车辆延误分析
(1)现状进口道延误最大的为南进口道(59s)，北进口道延误最小(18.7s)；
(2)对于方案A，整体车均延误降低，南进口道延误最大(31.8s)，西进口道延误最小(14.8s)；
(3)对于方案B，整体延误稍有增加，但仍然在可接受范围。
整体而言，治理方案大大减少了该交叉口进口车道排队长度，车均延误也适当降低。
5、结语
VISSIM微观交通仿真软件能直观、形象、详细地仿真出车辆、道路、交叉口、信号灯等随时间变化的情况，对方案的实时评价为方案的合理性提供有力的证明。Synchro软件对信号配时的优化弥补了人工计算的麻烦，简单而又方便。实践证明，将VISSIM与Synchro相结合应用于交叉口的优化方案中有很好的效果。