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城市交通规划61.以“疏”为导向的城市交通规划的VISSIM仿真评价——以上海市四平路—彰武路交叉PDF文本
规划设计

以“疏”为导向的城市交通规划的VISSIM仿真评价以上海市四平路一彰武路交叉区域为例韩科成摘要：城市规刻阶段若对交通需求考虑缺位会导致后续的一系列问题。研究以四平路彰或路交叉区城为例，通过交通观察确定了拥堵原因：设施瓶颈类，特定通行需求时间上无法满足：交通秩序类，部分合理交通需求对整体通行效率产生影响。研究提出了信号优化、车道调整和开辟临时停车空间三方而优化议，结合Synchro软件对早晚高峰交通信号优化配时，引入VISSIM微观仿真系统对优化方案进行评价，通过“通行能力”和“延误水平”两项指标的评判确定：空间规划方法结合交通管理对现有交通矛盾进行疏解是积极有效的。研究也表明，靠交通法规“堵”的方式压制交通的多样性需求是不可行的，以“疏”为导向的交通安排是重要的补充：VISSIM仿真评价是科学有效的技术手段，可为城市交通规划提供有力技术支撑。关键词：城市交通规划，交通仿真，VISSIM,道路交叉1.绪论随着城市人及交通需求的日益增加，交通拥堵已经成为最严重的城市问题之一。通常认为，交通拥堵是城市规划不合理、交通管理不善以及交通参与者行为综合作用的结果。其中，交叉固有绿灯时间损失以及机非混行使得其通行能力远低于路段，成为路网上的交通瓶颈。交通拥堵己然成为各方面的重要议题，对于“疏”还是“堵”一直存在着不同的声音，沙锋(2013)呼吁立可持续发展的机动车发展模式，引导居民出行方式结构转变：刘云龙(2012)提到推进智能化交通设来解决城市拥堵问题：张军(2013)则议对偶发性拥堵通过加强运营秩序的管控来提高突发事件的应急反应能力，对常发性拥堵需要从解决供需矛盾方面着手等等。在当前国情下，部分交通参与者法律意识淡薄且“法不责众”的客观情况存在，对于用法律法规的“堵”难以解决的交通问题可以尝试以“疏”为导向的城市交通规划方法。即，城市规划阶段除了交通量的需求测算和整体交通体系的构，还应兼顾交通参与者需求和行为的影响，用空间规划的方法对其交通行为进行引导。笔者尝试对四平路彰武路交叉区域的观察分析提出空间解决方案，结合Synchro优化交通信号管控，并通过VISSIM微观仿真1 Synchro是美国Trafficware公司研发的信号配时优化软件，通过对交通数据的分析实现信号配时优化。理罚素前网Z.Z心.ET
系统进行评价，以期能证实在确定的交通需求的前提下，城市规划的空间处理方法结合交通管理对现有交通矛盾疏解的可能性。2.典型案例2.1案例选择要点本文重在探索用空间规划对交通冲突化解的方法而非交通拥堵疏解研究课题，遂案例选择倾向交通需求复杂的区域而非单纯交通拥堵路段，最终确定以上海市四平路彰武路交叉区域为研究对象。研究通过对交通所有参与者（包括私家车、公共汽车、出租车、非机动车及行人）分类观察、总结规律、评价交通行为对交通系统的影响，最终尝试得出城市规划层面道路空间引导原则及城市交通管理的应对措施，并对城市规划中的交通规划进行反思。2,2数据抽样说明为保证数据取样的客观性，确定观察以周一至周日为完整周期，观察时段为早晚高峰段。因VISSIM交通模型构的需求，观察区域不仅限定于四平路彰武路交叉，对于进出该区域的人和车的通行量都蛋要进行统计。而且，ISSIM害要的行为参数并非针对中国国情设定，为实现真实可靠的交通仿真，需要针对四平路彰武路交叉区域的交通特点进行仿真模型校准。流量数据采集采用两部摄像机现场录像后期人工统计的方法，观察点设在同济大学综合楼。道路空间尺度数据的获取采用了实地测量的方式，较大尺度的获取是则是在百度地图上测量得来。为获取不同车辆期望车速数据，通过乘坐私家车、出租车和公交车以及骑行自行车、步行通过调查区域的方式对最高速度和平均时速进行多次采样。2.3研究区域情况四平路彰武路交叉区域地处上海市杨浦区，其中四平路是大上海计划中的重要干道，始于民国19年原名其美路，是上海“三横三纵”中东纵的主要组成部分，也是五角场中心往虹方向的重要通道。该区域周边功能复杂，涉及同济大学、鞍山新村、联合广场等商业商务功能以及同济筑院研发办公功能。该区域交通表现出明显的“钟摆交通”效应，轨道10号线地下站场的设以及国康路-赤峰路地下通道的通车虽然大大减弱了过境交通的影响，但仍凸显出诸多交通矛盾。2 VISSIM是由德国PTV公司研发的一款基于时间间隔和驾驶行为的仿真模工具，可以通过分析各种交通条件（比如车道、车速、信号控制、交通规则等）对城市交通和公共交通运行状况进行仿真和评价。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
3.交通观察、问题判断与解决方案3.1交通观察3.1.1观察情况概述通过绿信周期控制和渠化交通设置不难看出，交管部门已根据四平路彰武路交叉区域实际交通情况做过交通优化，包括过境地下通道、四平路北向南左转控制、公交站港湾式停车、四平路人行二次过路控制、轨道10号线过街通道考虑等。该区域早晚高峰皆有交警现场指挥，但实际观察下来依然表现为常规性的交通不畅。1-1四平路绿信期间通行主要流线1-2彰武路路绿信期间通行主要流线1-3步行区域分布示意1-4非机动车行驶区域分布示意图1主要交通流线与活动区域示意图3.1.2现状配时据观察，该交叉绿信周期为201秒，其中南北向四平路通行时段（含直行绿灯和转向绿灯)为120秒，东西向彰武路通行时段（仅直行绿灯）为75秒，信号灯带行/有时间提醒功能，绿灯转红灯有3秒黄灯图2分方向单一绿信周期分解示意时间。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
表1现状信号配时对应四个相位第一相位第二相位第三相位第四相位相位示意车行时间75sec15sec30sec75sec人行和非机动车时间75sec15sec30sec75sec3.1.3观察统计通过一周时间的观察统计，以10个绿信周期为单位，对调查结果进行汇总：表2早高峰交通流量统计汇总表单位：人（辆）/2010sCc北向南南向北东向西西向东左转直行右转左转直行右转左转直行右转左转直行右转私家车155421754120092618041116110公交车1820918出租车14781210322210123非机动车43213142650行人50352302103抽样时段：3月2日至8日，早高峰8：00至9：00；调查方法：定点视频录像，人工统计。表3聪峰交通流统计比总表单位?人（镯/2四⊙0、∠7北向南南向北东向西西向东左转直行右转左转直行右转左转直行右转左转直行右转私家车24235521S34865802323615615230公交车222018出租车21631026323121023非机动车335274259354行人5153557402抽样时段：3月2日至8日，晚高峰17：00至18：00；调查方法：定点视频录像，人工统计。表4车辆构成与车速表类型所占机动车比例最高车速(Km/h)平均时速(Km/h)期望车速(Km/h)私家车82.99%45.825.330.0公交车4.34%33.519.525.0出租车12.68%50.430.335.0非机动车15.1行人4.33.1.4交通特点四平路彰武路交叉区域呈现典型的“钟摆交通”特点，早高峰表现为四平路北向南交通不畅，晚高峰表现为四平路南向北和彰武路东向西交通不畅。其中，四平路北向南左转排興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
队较长容易造成拥堵，行人过路和非机动交通都对机动交通影响较大。通过观察，对交通参与者在交通行为中表现出来的特点进行汇总：(1)交通法规约束相比较而言，机动车可以遵守相关交通法规，无严重违规行为：行人的“中国式过马路”现象较为普遍，但行为遭协管或交警制止的情况下基本会停止违章行为：非机动车表现出对法规的漠视，由此被交警拦下处罚的基本都是非机动车违章。(2)交通空间冲突交通参与者有着各种各样的交通诉求，不同的诉求之间存在着冲突，最终导致交叉区域拥堵。这主要表现在两个方面：一个是机动车的并道、临时停车、出租车上下客等都会对后方车辆的正常通行产生影响，少量机动车占道停车导致后方车辆通行受阻，后车被迫并道、非机动车被迫进入机动车道导致拥堵加剧。另一方面，当无明确的空间界定时，行人和非机动车的交通空间会放大，在路区域表现得较为明显，由此导致机动交通通行不畅。(3)交通空间捍卫通过长期观察发现，面对交通空间的冲突各交通参与者会表现出很多“下意识”的反应，来保障自身优先通行如，少通过交叉引区域的出租车时速是最快的，这种效率是通过并道获得的通行权：<2>行驶在左转车道的车辆习惯性压右线行驶，一方面为躲避步行道上过线的行人另一方面是保护自己的通行区域以防止右侧车辆强行插队：〈3>面对进入机动车道的非机动车和行人，机动车多采用“加速绕行”的方式通过：〈4>机动车间跟车较紧，很少礼让：<5>非机动车“左转膨胀特性”明显，行人“越线”现象突出。表5导致交通不畅的交通行为非机动车“超近”导致交行人“越线”导致交通不出租车靠并道获得速度占道停车导致交通混乱通不畅畅3.2问题判断3.2.1拥堵类型分类张晓春(2012)曾撰文指出常发性拥堵是交通供需失衡、运行不畅的表现，究其原因可以分为三个类别：设施瓶颈类、交通秩序类以及需求过载类②。興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
表6交通拥堵类型及管理对策拥堵类型设施瓶颈类交通秩序类需求过载类完善道路设施优化交通组织加强交通秩序管理交通需求管理加强交通管理执法合理供给设施新道路优化信号控制管理对策加强路内停车管理提高用车成本瓶颈改造优化标志标线维护行人交通秩序限制车辆拥有打通断头路实行诱导调控增加机非分隔设施宣传绿色出行3.2.2拥堵原因及疏解3.2.2.1拥堵原因分析交叉只是整个交通系统中一个很小的环节，所以原因梳理归类不涉及需求过载类。观察确定，造成四平路彰武路交叉区域拥堵的原因主要包括特定方向交通需求无法满足、信号控制导致行人与车流交织、临时停车需求缺乏考虑等几个方面。表7四平路彭武路交叉区域拥堵成因拥堵类型拥堵成因1、四平路北向南左转需求不能满足，导致长距离排队：2、早高峰期间，四平路北向南右转进入同济大学通道被直行车辆占据导致无法右转：设施瓶颈类晚高峰期间，出同济大学车流与彰武路东向西右转车流叠加，导致长距离排队：4、四平路无机动车右转控制，行人与机动车流交织，危及行人安全。1,联合场同济大度地块因缺乏路边停车考虑，临时修车影响后方车辆通行：交通秩序类2、早高峰期间，交叉区域因机非混行导致机动车左转和右转受阻。3.2.2.2冲突点分析③四平路图3交通冲突点汇总及机动车流线变动示意興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
绘制交通流线形成诸多交通冲突点，可分为两类：一类是机动车流与行人、非机动车流产生的流线交叉，这是因为该交叉区域右转不管控而产生的，另一类是交通行为导致的交通流线交叉，以机动车流线冲突为主。第一类冲突点只有通过更为严格的交通管控方可消除，但这也会以降低交通效率为代价。第二类冲突点是因为部分交通需求和交通行为而导致的对整体交通效率的损害，这些交通需求本身多为合理恰当的，无法通过交通法规进行管控，如路边临时停车和并道。3.2.2.3交通疏解分析(1)设施瓶颈疏解对于四平路北向南左转及右转不畅是由于该通行需求时间上不满足造成的，可以通过信号调整和车道的诱导调控来疏解。(2)交通秩序疏解通过对该区域交通情况观察，发现有6个临时停车点对交通影响较大。早高峰主要出现在四平路西侧及彰武路南侧，晚高峰主要出现在四平路东侧及彰武路北侧。如上临时停车需求是因为地块设时缺乏这方面考虑导致，可通过空间手段进行消除。3.3解决通过观察分析，非机动车与行人在本交叉区域并无较大积压现象。最终确定的解决议是在保证非机动车与行人现有路权前提下，针对机动交通提出的，主要包含三个方面：(1)信号优化：(2)车道调整：(3)开辟临时停车空间。根据潮汐变化优化信号控制可变左转车道路边港湾式停车区3.3.1信号优化四平路彰武路交叉区域信号控制为定时信号，这与“钟摆式交通”特点存在不匹配的情况。早高峰，四平路北向南车辆积压严重而南向北尚有富余空间：晚高峰四平路双向交通饱和而彰武路东向西右转车辆占据主导，绿灯时间尚有富余空间。步行横穿四平路约需25秒左右，可对二次过路时间进行微调，以消除晚高峰出同济大学左转和彰武路东向西右转车辆与人行的冲突。理筑素前阀Z.ZC.ET
3.3.2车道调整按照现状配时方案，第二相位和第三相位区间四平路南向北红灯管制时北侧车道闲置，可考虑调整出一条可变左转车道，以解决四平路北向南左转积压问题。同济大学东门只有晚高峰期间才会升起中间坡道，为解决早高峰四平路北向南右转受阻的问题议最右侧车道增加直行待行区，以减小对右转进校车辆的影响。3.3.3开辟临时停车空间为消除6处临时停车点对交通的影响，议增加3处上下客区域，分别位于彰武路南北两侧和同济大学东门内侧。彰武路两侧已开发，适合采用单侧港湾式临时停车点的方式：同济大学东门为单向环行，临时下客点设置不会对其他交通产生负面影响。临时停车区的设施可有效缓解出租车上下客和私家车临时停车导致的拥堵。3.3.4其他措施对于彰武路北侧同济大厦地块四平路出议开放，组织内部单向行驶以减小对彰武路东向西车流的干扰。结合信号优化对行人和非机动车加强管制，必要时可考虑采用过街天桥方式消除行人与机动交通钟突J.NE美休四平路图4以“疏”为导向的交通冲突解决议（第二相位）興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
4.VISSIM仿真评价为了评判四平路彰武路交叉区域拥堵解决议的可行性，尝试引入VISSIM仿真系统对优化方案进行评价，主要是针对机动交通进行仿真。VISSIM仿真系统可以精准的模拟城市交通，如机动车运行、交叉交通特征以及信号灯控制等，并可对交通运行情况进行评价。采用交通仿真模型的优势在于：(1)不需要方案实施，就可完成方案评价：(2)交通运行是动态随机的，仿真模型可以模拟各种可能进行试验：(3)利用仿真模型可以创与实际相同的交通环境，为评价不同的信号控制方案提供比较平台：（④）可反复重现交通运行过程，通过调整参数来分析和确定交通拥堵原因。交通流量调直道路改据测组时调直交通数调查]引入VISSIM仿真系统，可对交通规划立仿真路网和交通管制的效果进行模拟评价，有诸多现状仿直参数可以对交通疏解的效果进行评价，包优化方案司模型校准NO括排队长度、通行能力、延误水平、饱和YES调整5方案仿真与评价福标]配时优花闷度、行驶时间、停车次数、停车率等，本出次研究确定以“通行能力”和“延误水平”筑作为价指7SC.N正NO符合期号完成交通方案评价确定交通优化方案图5 VISSIM仿真评价流程设计4.1模型立与校准4.1.1数据采集VISSIM仿真模型输入数据的前期采集和参数校准对于方案评价来说是最基本最重要的环节，只有可靠的基础数据和模型参数，才能产生可靠的仿真结果。根据本次仿真目的和侧重点，数据采集主要包括如下几个方面：(1)道路数据道路数据是立仿真模型的基础数据，包括车道宽度、车道数、人行道宽度、非机动车道宽度、公交站位置与站台长度、交叉限速与交通标志等。(2)流量数据流量数据采集，除不同方向的流量外还需要对车辆的构成进行统计和分析，研究确定以周一至周日为完整周期，观察时段为早晚高峰段。因为统计工作量较大，流量数据采集采用興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
的是摄像机现场录像后期人工统计的方法。(3)配时数据通过对四平路彰武路交叉实地调查，获得现状配时方案。(4)交通参数VISSIM仿真系统采用的跟车模型是Wiedemann于1974年立的生理-心理驾驶行为模型，通过模拟道路上移动的“驾驶员-车辆-单元”来模拟交通流，由此不难判断，需要根据中国的国情对参数进行修正，涉及车辆加减速、期望车速、驾驶行为、跟车行为、车道变换等方面。△X一个车头与前车车尾的电肉SDVCLDV-SDX无意识的反应反应2重面4△V黑.SCNE离减少一174.1.2数据输入与模型校准采用四平路彰武路交叉区域的百度地图影像作为本次研究的底图，通过比例校准后在VISSIM中立路网。路网立过程中进行参数标定，将前期采集的道路数据、流量数据、配时数据、交通参数输入到VISSIM模型。观察中发现，本交叉区域“优先规则”、“停让规则”基本不存在，为使得仿真更接近实际交通情况对如上两种规则不做设置。图7 VISSIM中立的道路交叉区域模型興尚理筑素前阀Z.ZC.ET
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