【文章內容簡介】 流仿真系統(tǒng)模擬工具。用以建模和分析各種交通條件下，城市道路和效區(qū)公路的運行狀況，是評價交通工程設計和城市規(guī)劃方案有效工具。VISSIM 以離散性、隨機性、1/10 秒為時間步長，采用心理物理學跟車模型 [1]。 VISSIM 提供了圖形化的界面，用 2D 或 3D 動畫向用戶直觀顯示車輛運動 [2]。對交通流的描述以單個車輛為基本單元，車輛在公路上的跟車、超車以及車道變換等微觀行為都能得到較真實的反映。輔助分析預測交通堵塞的地段和原因，對城市規(guī)劃、交通工程、和交通管理的有關方案進行比較和評價 [3]。3 交通仿真原理 系統(tǒng)模型VISSIM 仿真軟件內部由兩部分組成：交通仿真器和信號狀態(tài)產生器，它們之間通過交換檢測器數(shù)據和信號狀態(tài)信息。交通仿真器是一個微觀交通仿真模型，它包括跟車模型和車道變換模型。信號狀態(tài)產生器是一個信號控制軟件，可以通過程序實現(xiàn)交通流的控制邏輯。邏輯在每一個離散的時間間隔（ 秒）內從交通仿真器中提取檢測器數(shù)據，用以確定下一仿真秒的信號狀態(tài)。同時，將信號狀態(tài)信息回傳給交通仿真器，如圖。檢測數(shù)據信號狀態(tài)交通工具交通控制 信號控制分析交叉口預算跟車模型微觀跟車圖 交通仿真器與信號狀態(tài)產生器間的交流VISSIM 采用的跟車模型是一個叫 Wiedemann 的人于在 1974 年建立的生理 心理駕駛行為模型。該模型的基本思路是：一旦后車駕駛員認為他與前車之間的距離小于其心理（安全）距離時，后車駕駛員開始減速。由于后車駕駛員無法準確判斷前車車速，后車車速會在一段時間內低于前車車速，直到前后車間的距離達到另一個心理（安全）距離時，后車駕駛員開始緩慢地加速，由此周而復始，形成一個加速、減速的迭代過程 [4]。 基礎數(shù)據建模 車輛加、減速函數(shù)建模VISSIM 使用表征駕駛員駕駛行為差異的函數(shù)來確定車輛的加速度和減速度值，而并不是使用一個簡單的加速度或減速度值。加速度與減速度函數(shù)都是當前速度的函數(shù)。根據海甸島甸昆路口交通量車類型及平坦路況，本文為仿真小車、公交車兩種車型的車輛提供了兩個曲線加速度和兩個曲線減速度函數(shù)。其中最大加速度和最大減速度只有在上坡或下坡時為了維持一定的速度而需要一個大于期望加速度的狀況時才會使用到，對本文研究影響有限，所以設為默認值。為了反映加、減速度數(shù)值的隨機分布，每個加、減速度函數(shù)圖都由三條不同的曲線組成，它們分別代表最小值、平均值和最大值，每條曲線可以被獨立編輯。?？谑泻５閸u甸昆路口小車和客車期望加速度仿真函數(shù)如圖 。 圖 小車（左）和客車（右）的仿真加、減函數(shù)圖7m/s2250km/h7m/s2250km/h 期望車速分布建模 VISSIM 中的許多參數(shù)是以一個分布的形式定義的，而不是一個固定值，這樣能夠真實地反映出交通的隨機性本質。車速分布對于道路的通行能力和可達到的行駛車速有很大影響，因此它對任何一種車輛類型而言，都是一個重要的參數(shù)。假設車輛運行不受其它車輛的干擾，駕駛員將會以他的期望車速行駛。與自身期望車速不同的車輛越多，將會生成越多的車輛排隊。如果有可能超車，只要車輛的期望車速高于當前的行駛車速，就會選擇機會就對其它車輛不構成危險進行超車。根據?？谑泻５閸u甸昆路口的實際行車路況，對進出海甸島甸昆路口的期望車速建模如圖 。圖 甸昆路口仿真期望車速分布其中橫坐軸表示期望車速，縱軸表示從 到 的累計百分比。為了更加模擬實際情況的交通隨機性，采用圍繞中間值的 s 形分布。 駕駛行為本文所研究的海甸島甸昆路口處于市區(qū)交通區(qū)域，故在交通仿真車輛中選擇采用一種叫 Wiedemann74 跟車模型，這種模型參數(shù)是用來計算兩車之間的距離 d，公式如下 [5]bxa??vzmult*)(??其中， 是平均停車間距，變化幅度為 1m。?是車輛速度 m/s，z 是介于[0,1]之間的數(shù)值，是以 為平均值的v標準正態(tài)分布，標準差為 。是安全距離的附加部分， 是安全距離的倍數(shù)部分，這adbx? multbx?兩項參數(shù)根據實際情況可以自定義。 本文在海甸島甸昆路口采用此跟車模型定義如圖 。圖 海甸島甸昆路口駕駛行為仿真參數(shù)定義4 交通仿真實例 交叉口交通現(xiàn)狀?？谑泻５閸u甸昆路口是由海甸五西路和甸昆路十字交叉，是來往世紀大橋交通必經之路，進入海甸島交通導向主干道的出行地和目的地，構成海甸島交通重要的網路節(jié)點。甸昆路口附近有學校、小區(qū)、商業(yè)區(qū)，使得交通流量有潮汐現(xiàn)象，如圖 。 海甸五西路甸昆路口世紀大橋人民大道海南大學住宅區(qū)住宅區(qū)東北圖 甸昆路口區(qū)位分析示意圖海甸島甸昆路口的特殊區(qū)位構造，使得該路口的交通與眾不同，不能采用正常的城市十字交叉口交通設計來管理誘導交通流。首先，該路口西進口通向美麗沙，這個沿途區(qū)位以未開發(fā)休閑用地為主，人流和車流相對稀少，換句話講，西進口交通已進入目的地路網，相對封閉性，不是路網通行主干道。而受區(qū)位地域（城市功能分布）影響，導致甸昆路口交通流由四通道變?yōu)橹饕ǖ乐鞲傻赖默F(xiàn)象，即甸昆路口交通主要承擔南進口（世紀大橋）到東進口（海甸五西路）的交通流。這種交叉口不均勻的交通流在傳統(tǒng)的十字路口紅綠燈誘導下，出現(xiàn)了錯時交通堵塞現(xiàn)象，即南進口和東進口會排長隊，而北、西進口卻是交通空曠，造成不必要的人為排隊時間，使得該路口交通服務水平低下，通行能力低、耗時長，如圖 所示。橫溝河 橫溝河北進口（世紀大道）西進口（美麗沙） 東進口（海甸五西路）南進口（世紀大橋）北東圖 海甸島甸昆路口交通行車走向示意圖海甸島甸昆路口還存在了一個特有的現(xiàn)象，那就是東進口掉頭交通流較大，主要以公交車為主，由于實際情況受限，該路口所屬區(qū)位是城市公共交通車的到達目的地和始發(fā)點。另一方面，海甸五西路雙向行車道被白沙河溪流橫溝河隔離，該橫溝河長達 2 公里，寬 16 米，致使海甸五西路兩邊的車向道處于隔離狀態(tài)，行車要在海甸五西路要跨越兩車向道，就必須在甸昆路口處掉頭，這就造成了路口掉頭折回車流現(xiàn)象，使得交叉口上沖突點增多和沖突區(qū)擴大，合流區(qū)重疊，無形中加大了該路口的交通流通行阻力。 交叉口路網建模VISSIM 交通仿真路網建模采用單車道、多車道和特定車道，通過連接器相互連接構成了路網。根據海口市海甸島甸昆路口的實際路況分析，本次仿真路網建模，采用了單車道和多車道構成，甸昆路口的路網構造比較特殊，東進口（海甸五西路）和南進口（世紀大橋）均是以三車道連接交叉口的四車道，交叉口的其他進出口則是三車道，其中每個進口設有無信號燈導流右轉單車道，這樣形成了人行二次過街。這樣的不均勻、復雜的路網交通基礎設施構造影響著交通流的變化，如圖 。圖 海口市海甸島甸昆路口路網構造根據甸昆路口的路網構造，在 VISSIM 中車道增減或轉彎交織路段，采用單車道單列和連接器進行過渡，并根據交通量對其進行路徑行駛決策和優(yōu)先規(guī)則。如圖 ，根據海甸島甸昆路口的實際路況，基于市區(qū)機動車道，按照 1：1 地圖比例大小，路段單車道寬度采用 ，車輛大小采用系統(tǒng)默認，忽略路段的坡度影響，在 VISSIM 中仿真得到的交通路網模型，其中路段中心線顯示為藍色和連接器的中心線顯示紫色。從圖中的紫色連接器分布狀況可知在路網中車輛在進入交叉口時和路口中央是車道變換最頻繁的區(qū)域，使得了交叉口路段匯合，交通流集聚，同時交叉口的多車道也體現(xiàn)出了其分流重要功能。圖 ?？谑械槔ヂ房诼范沃行木€顯示模式（左）和仿真 3D 模式路網 交叉口交通量海口市海甸島甸昆路口受到路網結構影響，東進出口（海甸五西路）和南進口（世紀大橋）交通流量構成了交叉口匯合流。選取一天的上午 8點至 9 點高峰交通流時段，其交叉口交通量調查如表 。表 海口市海甸島甸昆路口交通流狀況 從實際調查交通量可以看出，甸昆路口的交通流主要來自五西路和世紀大橋，最容易造成堵車排隊問題是東進口（海甸五西路）通往世紀大橋及掉頭車流。如圖 ，箭頭代表主要的交通流量。進口名稱交通量（輛/h）右轉車道直行 左轉 掉頭平均排隊長度 m東進口（海甸五西路）4010 10 0 3500 500 110西進口（美麗沙） 20 0 16 4 0 0南進口（世紀大橋） 3500 1800 1690 5 5 45北進口（世紀大道） 1200 0 1000 200 0 35圖 海甸島甸昆路口主要交通流量示意圖 交叉口信號