基于VISSIM仿真技術(shù)的交通瓶頸研研究

緒論1.1研究背景、目的和意義1.1.1研究背景交通是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的中流砥柱，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展均離不開(kāi)交通。由于道路設(shè)施的改造更新和優(yōu)化跟不上日益增加的交通需求量的步伐，導(dǎo)致原有道路的基礎(chǔ)設(shè)施不再滿(mǎn)足現(xiàn)有的交通出行需求，導(dǎo)致道路路網(wǎng)供不應(yīng)求，從而引發(fā)交通擁堵[1]。若可以很好地緩解并改善交通問(wèn)題，將大大減少?lài)?guó)家因交通擁堵帶來(lái)的巨大的資源浪費(fèi)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。2012年，中林公司的一項(xiàng)公益性項(xiàng)目表明，2010年北京市的市民出行由于交通擁堵受影響，其人數(shù)每日平均高達(dá)1382.7萬(wàn)人次，平均每日每個(gè)人的延誤時(shí)間為一個(gè)小時(shí)以上，根據(jù)當(dāng)年職工的年平均工資，因?yàn)榻煌〒矶露斐傻慕?jīng)濟(jì)損失每日高達(dá)32286.2萬(wàn)元，若每年工作日天數(shù)按250天來(lái)計(jì)算，每年的損失高達(dá)809.9億元[2]。該項(xiàng)目的評(píng)估報(bào)告還顯示：由于堵車(chē)，每年僅在燃油方面整個(gè)北京市就浪費(fèi)了721.9萬(wàn)升，市值高達(dá)211.1億元，平均每輛車(chē)每個(gè)月僅燃油一項(xiàng)的損失就達(dá)到了378.4元[2]。圖1-12010年9月17日北京交通擁堵?tīng)顩r北京大學(xué)國(guó)家發(fā)展研究院在2014年發(fā)布了《中國(guó)經(jīng)濟(jì)生活大調(diào)查》，該報(bào)告顯示當(dāng)年北京市因?yàn)榻煌〒矶露斐傻膿p失金額達(dá)700億元[3]。高德地圖在2016年發(fā)布的《中國(guó)城市交通分析報(bào)告》顯示，全國(guó)有將近一半的城市，其高峰期的交通服務(wù)水平受高峰通勤影響而明顯降低，有32個(gè)城市的高峰期延時(shí)值超過(guò)了1.7(延時(shí)值指的是實(shí)際出行時(shí)間與自由流出行時(shí)間的比值)[3]。報(bào)告還顯示全國(guó)在2016年有3成的城市的交通擁堵在加重，45個(gè)主要城市中有3/4的城市交通擁堵在加重[3]。高德地圖在2017年發(fā)布了《2017年度中國(guó)主要城市交通分析報(bào)告》，報(bào)告中羅列了中國(guó)年度堵城排行榜，報(bào)告中以延時(shí)值[3]（延時(shí)值是指擁堵時(shí)所花的時(shí)間與暢通時(shí)所花的時(shí)間的比值），以珠三角地區(qū)中的廣州、深圳、珠海為例，廣州的延時(shí)值為1.892，珠海的延時(shí)值為1.805，深圳的延時(shí)值為1.751。而且，廣州的平均車(chē)速為24.13km/h，珠海的車(chē)速為26.19km/h，深圳的車(chē)速為27.08km/h；廣州的人均年擁堵成本為249小時(shí)，珠海為235小時(shí)，深圳為226小時(shí)；廣州的人均年經(jīng)濟(jì)損失為10501元，珠海為8123元，深圳為7053元。其中，珠海的延時(shí)值為1.805，也就是說(shuō)，每當(dāng)珠海市民在路上被堵的時(shí)候，比起路網(wǎng)暢通的的時(shí)候，要花上將近1.8倍的時(shí)間才能走完相同的路程[4]?？偟膩?lái)說(shuō)，解決交通擁堵問(wèn)題的關(guān)鍵是解決路網(wǎng)交通的瓶頸問(wèn)題，分析路網(wǎng)并找出瓶頸，從工程更新改造和信號(hào)配時(shí)方案上解決瓶頸問(wèn)題，逐步達(dá)到緩解擁堵，使交通暢通的目的。故本文采用珠海市南灣北路-珠海大道交叉口作為本文中的分析案例，對(duì)文中研究的路網(wǎng)瓶頸進(jìn)行識(shí)別和分析并提出改善方案。1.1.2研究目的和意義研究的目的：通過(guò)分析找出城市路網(wǎng)中的瓶頸，采取信號(hào)配時(shí)方案的調(diào)整來(lái)降低瓶頸對(duì)路網(wǎng)的約束，使其具有更好的通行效率。因此只有分析出路網(wǎng)中的瓶頸，才能采取針對(duì)性的對(duì)策來(lái)改善交通狀況。如果將交通路網(wǎng)的通行能力比作木桶效應(yīng)，那么瓶頸就是木桶中的短板，長(zhǎng)板是閑置狀態(tài)的路網(wǎng)。交通路網(wǎng)通行能力的容量有多大，瓶頸這塊短板影響也會(huì)彼此增加，因此研究交通瓶頸具有不可或缺的現(xiàn)實(shí)意義。研究的意義：解決高峰期間交叉口車(chē)流方向分布不均勻，車(chē)道資源不足的問(wèn)題。提高高峰期間車(chē)輛的通行效率。通過(guò)改善交通瓶頸可以有效減輕交通壓力，提高交通系統(tǒng)服務(wù)水平。對(duì)設(shè)計(jì)方案建立微觀仿真模型，并進(jìn)行仿真評(píng)價(jià)，通過(guò)檢測(cè)的參數(shù)分析設(shè)計(jì)的改造方案在實(shí)際道路上的可行性。通過(guò)仿真模擬改進(jìn)后的效果，可驗(yàn)證該改進(jìn)方案可以在一定程度上解決交通擁擠、延誤等問(wèn)題，同時(shí)也保證了道路交通安全、暢通。減少交通事故：事故高發(fā)路段通常出現(xiàn)在交通瓶頸路段，若針對(duì)瓶進(jìn)行研究和改善則可以降低事故發(fā)生率。有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源。1.2研究對(duì)象和研究目標(biāo)1.2.1研究對(duì)象本文的研究對(duì)象是以珠海市南灣北路-珠海大道交叉口為例，南灣北路位于珠海大道交南灣北路口北段，該路口最北側(cè)連接南屏鋼便橋，最南側(cè)連接珠三角環(huán)線(xiàn)，東西向?yàn)橹楹４蟮?，屬珠海市區(qū)最繁忙的路口之一，路段日均車(chē)流量高達(dá)7萬(wàn)輛，平日高峰時(shí)期路段的車(chē)輛通行能力已接近飽和，屬于非常容易發(fā)生交通擁堵路段。而且現(xiàn)在南灣北路華發(fā)商都路段受施工影響，封閉靠近華發(fā)商都的一側(cè)兩條車(chē)道，只剩兩條車(chē)道可供車(chē)輛通行，通行能力大大減弱。1.2.2研究目標(biāo)現(xiàn)今計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在科技生產(chǎn)生活的各個(gè)方面得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，本論文將通過(guò)使用交通仿真軟件VISSIM對(duì)珠海市金琴快線(xiàn)北段交叉口、金琴快線(xiàn)中段交叉口和深圳彩田-福華路口進(jìn)行仿真模擬。熟練運(yùn)用CAD和交通仿真軟件VISSIM畫(huà)出并模擬仿真研究路段。深入了解各個(gè)存在交通瓶頸路段的瓶頸產(chǎn)生原因和解決方案。對(duì)于城市內(nèi)部路網(wǎng)的通行能力水平，和城市間的聯(lián)系路網(wǎng)有更深層次的分析。研究改造前后的信號(hào)控制方法的變化，研究設(shè)計(jì)改造后的交通通行能力能否改善該交叉口的交通瓶頸現(xiàn)象。通過(guò)使用交通仿真軟件對(duì)以上路段路網(wǎng)進(jìn)行仿真模擬和評(píng)價(jià)，結(jié)合仿真結(jié)果對(duì)比論證改進(jìn)后的路網(wǎng)通行能力是否達(dá)到預(yù)期效果，以及是否可以在改進(jìn)的基礎(chǔ)上提出建議和不一樣的改進(jìn)方案。若研究的交叉口仍然出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象，就要分析改進(jìn)方案是否可以快速消散這種由隨機(jī)波動(dòng)或擾動(dòng)而引起的瓶頸，并且能夠最大限度的保持路網(wǎng)交通流的整體運(yùn)行效率。并且同時(shí)記錄出由瓶頸擁堵?tīng)顟B(tài)消散成正常的交通流狀態(tài)的時(shí)間，以便更好地調(diào)整改進(jìn)方案。1.3研究的基本思路和技術(shù)路線(xiàn)1.3.1研究的基本思路簡(jiǎn)要介紹交通瓶頸的概念和形成過(guò)程，并論述交通瓶頸在現(xiàn)今城市路網(wǎng)中對(duì)路網(wǎng)通行能力的重要性。上網(wǎng)查閱工程的建設(shè)方案和概念圖，對(duì)研究路段的相關(guān)數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料進(jìn)行收集分類(lèi)。根據(jù)收集的資料和相關(guān)數(shù)據(jù)信息，繪制研究路段的CAD底圖，導(dǎo)入VISSIM中建立研究路段的路網(wǎng)模型，并導(dǎo)入數(shù)據(jù)。實(shí)地調(diào)查金琴快線(xiàn)北段(金唐路-金鳳路交叉口)和金琴快線(xiàn)工程中段(南灣北路-珠海大道交叉口）的基本情況，記錄交叉口的運(yùn)行相位，交叉口信號(hào)燈方案，并統(tǒng)計(jì)研究路段交叉口的社會(huì)車(chē)流量。根據(jù)實(shí)地調(diào)查的基本數(shù)據(jù)，輸入已經(jīng)建好的路網(wǎng)模型中，并結(jié)合實(shí)際優(yōu)化現(xiàn)狀的路網(wǎng)模型。對(duì)已建好的現(xiàn)狀路網(wǎng)模型進(jìn)行模擬仿真，并記錄仿真后該現(xiàn)狀模型的延誤時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度、服務(wù)水平評(píng)價(jià)、行程速度以及飽和度。分析總結(jié)現(xiàn)狀模型的通行能力，然后結(jié)合研究路段的建設(shè)方案和改善方案，在現(xiàn)狀模擬上修改成改善后的模型。計(jì)算出改造后交叉口的信號(hào)配時(shí)方案，再次進(jìn)行仿真模擬，得出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀模型的數(shù)據(jù)加以對(duì)比，對(duì)產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行合理化分析。編寫(xiě)并修改論文。1.3.2研究的技術(shù)路線(xiàn)本文的技術(shù)路線(xiàn)如下：利用Google地圖測(cè)量路段距離并截圖，建立研究路段的交叉口模型。根據(jù)現(xiàn)狀實(shí)際情況，在路網(wǎng)中繪制好信號(hào)燈，設(shè)置好交叉口信號(hào)燈組以及現(xiàn)狀配時(shí)方案。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析設(shè)備設(shè)置。根據(jù)需求指標(biāo)，在正常情況和封路施工情況中分別設(shè)置好道路行程時(shí)間、延誤的時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度和數(shù)據(jù)采集點(diǎn)等工具。計(jì)算出改造后交叉口的信號(hào)配時(shí)方案，分析出改造前后的通行能力的對(duì)比情況，算出交通通行能力。根據(jù)改進(jìn)前后的數(shù)據(jù)對(duì)比，繪制數(shù)據(jù)對(duì)比圖，分析研究路段的路網(wǎng)通行能力在改進(jìn)前后的變化，總結(jié)改進(jìn)前后對(duì)于交通瓶頸的緩解和解決是否取得更好的預(yù)期效果。在分析過(guò)后，按照改進(jìn)方案的原理和思路，對(duì)珠海市市中心的擁堵路段進(jìn)行嘗試性改進(jìn)。1.4論文的主要內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題1.4.1論文的主要內(nèi)容本文針對(duì)交叉口的瓶頸展開(kāi)研究。文章在確定了交叉口的基礎(chǔ)上，根據(jù)研究歸納出瓶頸的成因和特征分析，對(duì)交通瓶頸的種類(lèi)和狀態(tài)進(jìn)行劃分，分類(lèi)瓶頸交叉口的判別方法，產(chǎn)生交通瓶頸的原因分析，提出改善方法。通過(guò)VISSIM交通仿真技術(shù)和評(píng)價(jià)文件研究和分析瓶頸交叉口，目的是力求把交叉口的路網(wǎng)模擬得盡量貼近現(xiàn)實(shí)，評(píng)價(jià)分析的數(shù)據(jù)更加貼合實(shí)際中的復(fù)雜因素和各種情況。主要內(nèi)容包括：（1）定位分析交通瓶頸。針對(duì)瓶頸交叉口，運(yùn)用下文提出的通行能力法、行程時(shí)間法、延誤法、車(chē)速法和排隊(duì)長(zhǎng)度法五種方法。通過(guò)VISSIM仿真模擬得出數(shù)據(jù)，分析并整理各個(gè)相位各個(gè)車(chē)道的數(shù)據(jù)，用于描述路段的交通流狀況，從而體現(xiàn)路段擁擠的狀態(tài)，以此分析路段瓶頸特征。（2）交通瓶頸的仿真模擬。運(yùn)用VISSIM仿真軟件，對(duì)珠海市南灣北路-珠海大道交叉口的正常情況和封路施工兩種狀態(tài)進(jìn)行建立模型，結(jié)合收集到的車(chē)輛數(shù)據(jù)和配時(shí)方案，模擬出交叉口的兩種狀態(tài)的運(yùn)行情況，對(duì)存在的瓶頸現(xiàn)象進(jìn)行分析，合理設(shè)計(jì)和改造封路施工中的交叉口的信號(hào)配時(shí)方案，提出針對(duì)該瓶頸的解決方案，目的使交叉口不要因?yàn)槌隹诘赖姆忾]施工而喪失交叉口的分流功能。（3）瓶頸形成原因分析和改善方法研究。在現(xiàn)狀VISSIM模型上，分析交通瓶頸的產(chǎn)生原因，并結(jié)合金琴快線(xiàn)的建設(shè)方案，在VISSIM中模擬出緩解交通瓶頸的方案并加以比較分析，總結(jié)出改善前后對(duì)交通瓶頸的影響。1.4.2擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題對(duì)金琴快線(xiàn)工程中段(造貝立交-珠海大道)進(jìn)行VISSIM模型建立，合理設(shè)置并調(diào)整仿真模型中的參數(shù)指標(biāo)，合理設(shè)計(jì)改造后的交叉口的信號(hào)配時(shí)方案。在對(duì)比改進(jìn)前后的仿真模擬后，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。研究現(xiàn)狀分析早晚高峰交通流特征，初步得到現(xiàn)狀的信號(hào)配時(shí)方案。根據(jù)建設(shè)施工方案在模擬改造后的VISSIM模型上，通過(guò)對(duì)研究路段進(jìn)行交通流分析，設(shè)計(jì)相位放行順序并設(shè)計(jì)相位信號(hào)控制方法。運(yùn)用VISSIM建立路網(wǎng)模型，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可行性分析。將改造前后的信號(hào)配時(shí)方案進(jìn)行對(duì)比，算出交通通行能力是否得到提高，從而緩解交通瓶頸。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有改進(jìn)方案的分析和整理，嘗試對(duì)珠海市中心路口路段進(jìn)行嘗試性模擬改善，并對(duì)比改善前后的仿真結(jié)果。1.5國(guó)內(nèi)外研究1.5.1國(guó)外研究概況美國(guó)公路使用者聯(lián)盟于1999年發(fā)布了《疏通美國(guó)的大動(dòng)脈：良性公路方略》的報(bào)告，該報(bào)告主要分析了美國(guó)路網(wǎng)中嚴(yán)重程度最高的交通瓶頸[7]。報(bào)告將瓶頸進(jìn)行了排序，并且分析如不進(jìn)行交通改善措施，瓶頸將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，預(yù)測(cè)若采用相應(yīng)措施將會(huì)帶來(lái)的效益，如事故減少和時(shí)間節(jié)省等[7]。報(bào)告說(shuō)在25年的期限內(nèi)，由于交通瓶頸的緩解，二氧化碳排放量減少七成，有機(jī)煙塵減少四成，一氧化碳減少四成。報(bào)告指出每年交通延誤時(shí)間在75萬(wàn)小時(shí)以上的瓶頸由1999年的168處增加到了2005年的234處，增長(zhǎng)了四成[7]。通過(guò)對(duì)最嚴(yán)重交通瓶頸的排序發(fā)現(xiàn)，五年前18處最嚴(yán)重的交通瓶頸中的7處由于采取措施，其排名已甩出隊(duì)列之外[7]。1.5.2國(guó)內(nèi)研究概況（1）對(duì)交通瓶頸進(jìn)行識(shí)別預(yù)測(cè)針對(duì)引起交通瓶頸的因素，鄧瑞用通行能力匹配度、設(shè)施影響系數(shù)、擁擠上溢率等不同參數(shù)來(lái)識(shí)別固定瓶頸和動(dòng)態(tài)瓶頸，分析出影響交通瓶頸的確定因素和不確定因素[11]。李妙君、孫全欣等從路網(wǎng)規(guī)劃和道路設(shè)計(jì)角度出發(fā)，分析了瓶頸路和斷頭路對(duì)城市路網(wǎng)通達(dá)性以及擁堵程度的影響[12]。焦海賢、胡迎鵬考慮路網(wǎng)供需關(guān)系，以交通流量和道路通行能力比值為指標(biāo)識(shí)別路網(wǎng)中的真實(shí)瓶頸點(diǎn)[13]。張石石與向紅艷用交通分配的想法，利用現(xiàn)代信息技術(shù)、車(chē)載電子標(biāo)簽、車(chē)輛識(shí)別數(shù)據(jù)等智能化的方式來(lái)識(shí)別城市道路網(wǎng)擁堵?tīng)顟B(tài)[14]。(2)對(duì)交通瓶頸進(jìn)行特征分析2003年，吳正通過(guò)比較瓶頸問(wèn)題與激波問(wèn)題，建立交通流模型，研究出定量變化規(guī)律[15]。史新生通過(guò)分析路網(wǎng)可靠性瓶頸，設(shè)計(jì)路網(wǎng)模糊條件下的算法模型[16]。王巧鳴等對(duì)雙入匝道進(jìn)行分析，基于NS模型，研究雙入匝道的動(dòng)態(tài)特征，并得到流量最優(yōu)分配比例[17]。判別交通擁擠狀態(tài)的技術(shù)戴紅用平均速度法、時(shí)間占有率法、停車(chē)延誤法等參數(shù)進(jìn)行識(shí)別和判別交通狀態(tài)，將交通狀態(tài)分為通暢、正常、擁擠、堵塞四個(gè)等級(jí)[1]。張毅和任江濤研究了城市路網(wǎng)和高速中的瓶頸特性，結(jié)果表明交通狀態(tài)可重復(fù)出現(xiàn)[19]。付婷基于設(shè)施的靜態(tài)瓶頸和基于敏感的動(dòng)態(tài)瓶頸，研究了瓶頸的分類(lèi)和特性，并分類(lèi)瓶頸方法，將瓶頸分為主要瓶頸和次要瓶頸[20]。城市交通瓶頸的成因及其特征分析2.1交通瓶頸的概念界定及種類(lèi)劃分2.1.1固態(tài)交通瓶頸概念固態(tài)交通瓶頸是由于路網(wǎng)不合理、道路短期施工、路邊停車(chē)影響、大型活動(dòng)等，進(jìn)而導(dǎo)致交通需求增大造成的，產(chǎn)生擁堵的時(shí)間和空間較為固定。但瓶頸的產(chǎn)生不僅和道路條件有關(guān)還與交通流量有關(guān)，由于交通流量變化隨機(jī)造成交通需求突增，引發(fā)交通瓶頸，這種情況在短時(shí)間內(nèi)的特征參數(shù)變化是具有規(guī)律性的。因此在不變的道路條件下，固定交通瓶頸會(huì)隨著交通流量的變化而轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散或者消散。2.1.2動(dòng)態(tài)交通瓶頸概念動(dòng)態(tài)交通瓶頸是隨著交通流的變化，路網(wǎng)的通行能力與交通流量不匹配而引發(fā)的交通擁堵。動(dòng)態(tài)交通瓶頸的主要形成原因是由于交通流量的變化。動(dòng)態(tài)瓶頸產(chǎn)生的原因具有不確定性和可變性，對(duì)于整個(gè)路網(wǎng)，動(dòng)態(tài)瓶頸還具有傳播能力。隨著交通流量的實(shí)時(shí)變化，瓶頸還可能出現(xiàn)延伸和消散的現(xiàn)象。動(dòng)態(tài)交通瓶頸和固定交通瓶頸是相對(duì)的，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)換。2.1.3交通瓶頸的種類(lèi)劃分本文從路網(wǎng)、路段、設(shè)施三個(gè)種類(lèi)將交通瓶頸的類(lèi)型進(jìn)行劃分：（1）瓶頸路網(wǎng)研究對(duì)象是整個(gè)路網(wǎng)，在瓶頸定位時(shí)，路網(wǎng)內(nèi)全部可能的瓶頸位置都應(yīng)該納入考察范圍和計(jì)算范圍，在瓶頸排序時(shí)，所有瓶頸都要按照統(tǒng)一的指標(biāo)進(jìn)行比較和排隊(duì)。（2）瓶頸路段研究對(duì)象是一段路段，在瓶頸定位時(shí)，只需要對(duì)路段內(nèi)可能存在的瓶頸位置進(jìn)行考察和計(jì)算，在排序時(shí)，只對(duì)路段內(nèi)的瓶頸進(jìn)行比較和排隊(duì)。（3）瓶頸設(shè)施瓶頸設(shè)施是指因道路施工改造而造成的通行能力大小存在較大差距的部分。瓶頸設(shè)施要考慮路段通行能力，而不考慮服務(wù)交通量。在現(xiàn)狀通行能力條件下，正常路段部分車(chē)輛行駛速度較快，服務(wù)水平較高，而設(shè)施瓶頸部分車(chē)輛行駛速度較慢，服務(wù)水平不高，所花費(fèi)的通過(guò)時(shí)間較長(zhǎng)，所以設(shè)施瓶頸是潛在的交通瓶頸。2.2交通瓶頸的成因分析和狀態(tài)劃分2.2.1交通瓶頸的成因分析交通瓶頸的產(chǎn)生原因大多屬于不合理的前期路網(wǎng)規(guī)劃，不規(guī)范的道路設(shè)計(jì)導(dǎo)致路段通行能力大打折扣，施工路段引發(fā)道路通行不順暢也是導(dǎo)致交通瓶頸的原因之一，本質(zhì)上都可歸納成為路網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)交通量供需失衡的問(wèn)題，也就是常說(shuō)的交通需求量大于交通供給量。所以下面從交通供需平衡的角度來(lái)歸納分析引發(fā)路網(wǎng)中交通瓶頸的因素。產(chǎn)生交通瓶頸的因素可以分為確定因素和不確定因素兩大類(lèi)。確定因素道路規(guī)劃和設(shè)計(jì)的不合理：由于不同等級(jí)的干道直接連接在一起卻沒(méi)有過(guò)渡段，這樣會(huì)容易導(dǎo)致交叉口處出現(xiàn)不同程度的交通瓶頸。道路通行能力不足從而引發(fā)交通瓶頸的情況還包括：車(chē)道功能劃分不明確、車(chē)道寬度過(guò)窄、交叉口間距過(guò)長(zhǎng)或過(guò)窄，以及路段中車(chē)道數(shù)的變化?，F(xiàn)狀過(guò)大的交通流：通常情況下，城市空間布局相對(duì)固定，故產(chǎn)生的交通需求量相對(duì)穩(wěn)定。因此由于產(chǎn)生的交通需求量過(guò)大，且部分城市道路設(shè)施無(wú)法跟上其步伐，從而造成交通供需失衡，引發(fā)瓶頸。重大交通事件：交通事件導(dǎo)致道路通行能力急劇下降誘發(fā)交通瓶頸。這種交通事件一般產(chǎn)生的交通瓶頸是固定的且相對(duì)穩(wěn)定。比如:演唱會(huì)、封路施工、路面養(yǎng)護(hù)等。不確定因素駕駛員的人為因素交通瓶頸的產(chǎn)生與人為因素息息相關(guān)。在車(chē)速高而且車(chē)流量大的交通環(huán)境下，駕駛員的以下操作行為可能會(huì)引發(fā)交通瓶頸的產(chǎn)生，如：(1)路側(cè)事物的吸引：道路邊上的特殊事物或事件吸引駕駛員的注意力，使其降速行駛。(2)凈空受限：路側(cè)的障礙物距離車(chē)道過(guò)近或者路旁有車(chē)輛停車(chē)時(shí)，駕駛員通常會(huì)減速行駛。車(chē)流匯合由于車(chē)道封閉，車(chē)道數(shù)減少，原本的車(chē)流量必須匯流行駛，進(jìn)而慢慢產(chǎn)生交通瓶頸。匯流的車(chē)流量大小決定了該瓶頸類(lèi)型對(duì)交通流的影響，車(chē)輛排隊(duì)的長(zhǎng)短和匯流車(chē)流路段的長(zhǎng)度。自然交通事件自然交通事件一般包括難以預(yù)料的天氣狀況、車(chē)輛行駛過(guò)程中突發(fā)故障、駕駛員不可預(yù)測(cè)的特殊突發(fā)情況等。由于這些事件的發(fā)生率極低，而且難以預(yù)測(cè)得到，因此只能使用識(shí)別自然交通事件的方法發(fā)現(xiàn)這些不確定因素。2.2.2交通瓶頸的狀態(tài)劃分本文把路網(wǎng)交通狀態(tài)劃分為四個(gè)等級(jí)，分別是暢通、正常、擁擠、堵塞四種狀態(tài)。暢通的通行能力是最高的，以下各等級(jí)通行能力依次降低。暢通：其通行能力很高。暢通的最高境界是自由狀態(tài)，駕駛員可以不受其他車(chē)輛和駕駛員的影響，有充分的時(shí)間選擇自己想要的行駛速度。最低境界為每位駕駛員開(kāi)始注意到其他車(chē)輛和駕駛員對(duì)他的影響，但仍然可以自由選擇行駛速度。正常：正常水平的通行能力仍在穩(wěn)定的通行能力范圍內(nèi)，車(chē)輛之的影響程度逐漸變大，而且其他車(chē)輛的存在也影響車(chē)輛的行駛速度，行駛舒適度和暢通相比有明顯的下降。擁擠：擁擠水平下的通行能力由穩(wěn)定流過(guò)渡到不穩(wěn)定流的狀態(tài)，行車(chē)速度和駕駛感受都受到了嚴(yán)格的控制和約束，在交叉口會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)的排隊(duì)車(chē)龍。堵塞：當(dāng)某交叉口的交通量已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)該交叉口的承受范圍時(shí)，就會(huì)引起交通堵塞。這時(shí)隊(duì)列中的車(chē)輛長(zhǎng)龍出現(xiàn)走走停停的現(xiàn)象，車(chē)輛在交叉口有很長(zhǎng)的停車(chē)延誤，有些車(chē)輛甚至需要等兩到三個(gè)周期才能順利通過(guò)交叉口。2.3交通瓶頸定位方法2.3.1通行能力法通行能力法可以主要體現(xiàn)瓶頸交叉口的通行能力。通行能力法不僅可以計(jì)算出各交叉口的通行能力，還可以比較得出相鄰交叉口之間通行能力的差異，同時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)比確定瓶頸交叉口的位置。圖2-1通行能力法確定交通瓶頸圖2-2通行能力法分析服務(wù)交通量用通行能力法進(jìn)行定位瓶頸交叉口的時(shí)候，需要把通行能力表和各個(gè)交叉口的分布順序羅列對(duì)齊，從左往右通行能力表上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)依次對(duì)應(yīng)下方各自的交叉口，就如圖2-1中a，b兩幅圖所示，收集路段上a，b，c，d，e處對(duì)應(yīng)的交叉口的通行能力，標(biāo)在圖a再連接成線(xiàn)，由圖看出，b處的通行能力最低，然后是d和e。所以交叉口按影響大小排序應(yīng)該是b，d和e。再看圖2-2中的實(shí)際流量和通行能力的對(duì)比，可以看出b處和d處的實(shí)際流量明顯高于其通行能力，說(shuō)明b，d已經(jīng)是過(guò)飽和交叉口，而a出的通行能力和實(shí)際流量基本上持平，說(shuō)明a已經(jīng)是飽和交叉口，e出的通行能力和實(shí)際流量較為接近，說(shuō)明e即將變成飽和交叉口。綜上所述，b處,d處和a處對(duì)應(yīng)的交叉口已經(jīng)成為約束路網(wǎng)通行能力的交叉口瓶頸，而e處則是潛在的交叉口瓶頸。2.3.2行程時(shí)間法行程時(shí)間法在VISSIM中的評(píng)價(jià)文件是rsz文件，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括行程時(shí)間和車(chē)輛數(shù)。通常行程時(shí)間法和延誤法并用。用行程時(shí)間法定位交叉口瓶頸，其基本方法是：把通過(guò)交叉口的行程路徑進(jìn)行編排，以珠海市南灣北路-珠海大道交叉口為例，行程路徑分為8個(gè)方向，分別是北-南、南-北、東-西、西-東、東-南、西-北、北-東、南-西。把收集到的期望到達(dá)時(shí)間和實(shí)際到達(dá)時(shí)間編排成線(xiàn)形圖，如圖2-3所示，橫坐標(biāo)為路程（km），縱坐標(biāo)為行程時(shí)間，曲線(xiàn)的斜率為車(chē)速。交叉口瓶頸可按兩種方法進(jìn)行定位分析。方法一：分析實(shí)測(cè)行程時(shí)間和期望到達(dá)時(shí)間，差距巨大的交叉口即為瓶頸交叉口。方法二：分析線(xiàn)型的變化，以圖2-3為例，從A點(diǎn)到B點(diǎn)內(nèi)的延誤一直累積并增加，B點(diǎn)到C點(diǎn)相對(duì)緩和，C點(diǎn)到D點(diǎn)也呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，而且斜率比AB段更大，由此可認(rèn)為：A點(diǎn)到B點(diǎn)的路段與C點(diǎn)到D點(diǎn)的路段為交通瓶頸路段，而B(niǎo)點(diǎn)到C點(diǎn)的路段相對(duì)通暢。圖2-3運(yùn)用行程時(shí)間法確定交通瓶頸2.3.2延誤法延誤法是判斷交叉口通行能力的重要參數(shù)。VISSIM中的延誤評(píng)價(jià)文件為vlz文件，評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容包括：最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）、平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）、車(chē)輛總延誤的平均值(s)、每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)、每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)，這三個(gè)指標(biāo)可以還可間接分析出瓶頸交叉口的燃油消耗及車(chē)輛尾氣排放量的大小。延誤法需要事先劃分分析交叉口的范圍，先調(diào)查最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）、和平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，用上述五種方法對(duì)同一交叉口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得到如圖2-4的內(nèi)容，圖中只是計(jì)算了三個(gè)交叉口的平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）的大小，用填充的色塊進(jìn)行展示可以清晰明了的看出交叉口瓶頸延誤的情況，這只是上述五種評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中的一種，當(dāng)把每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)、車(chē)輛總延誤的平均值(s)、平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）、最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）。每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)五種數(shù)據(jù)計(jì)算出結(jié)果，用不同的色塊填充合并之后，就可以綜合分析出哪一個(gè)交叉口瓶頸的嚴(yán)重程度最高。圖2-4瓶頸的延誤表示方法2.3.3車(chē)輛速度法路網(wǎng)中的行駛車(chē)速是出行者最為關(guān)心和最容易為他們所理解的交通參數(shù)，因?yàn)樗俣鹊拇笮】梢灾庇^反映路網(wǎng)的通暢程度，同時(shí)也是最影響他們計(jì)劃出行決策的重要因素，還是以珠海市南灣北路-珠海大道交叉口為例，把該交叉口的沿途速度用圖示法表示出來(lái)，連接成線(xiàn)。橫坐標(biāo)為路程和距離（km），縱坐標(biāo)為車(chē)速（km/h）。如圖2-5所示，由圖可知，C點(diǎn)處的車(chē)輛速度最低，與之相比，其余的A點(diǎn)、B點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)也不高，因此可以得出結(jié)論：A點(diǎn)、B點(diǎn)、D點(diǎn)、E點(diǎn)就是瓶頸，因?yàn)樗俣缺日＼?chē)速都要低很多，同時(shí)A點(diǎn)到B點(diǎn)的車(chē)輛速度最高，也表示路段非常通暢，B點(diǎn)到E點(diǎn)的車(chē)輛速度比A點(diǎn)到點(diǎn)B明顯降低了幾個(gè)層次。圖2-5用車(chē)輛速度法確定交通瓶頸2.3.4車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度法VISSIM仿真軟件中的車(chē)輛排隊(duì)評(píng)價(jià)文件是stz文件，主要評(píng)價(jià)內(nèi)容包括：平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)、最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)、排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)。用這些數(shù)據(jù)作為判斷和分析交通瓶頸的指標(biāo)，分析的思路和方法與延誤法具有十分相似的地方。采用車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度法，首先需要實(shí)地調(diào)查交叉口各個(gè)進(jìn)口道高峰時(shí)期的車(chē)輛排隊(duì)情況，然后將調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，做好數(shù)據(jù)處理工作。運(yùn)用VISSIM交通仿真軟件建立交叉口路網(wǎng)，力求還原實(shí)際情況，輸入數(shù)據(jù)，設(shè)置相位和信號(hào)燈配時(shí)方案，模擬仿真得出評(píng)價(jià)文件（如圖2-6所示），再將文件中的數(shù)字進(jìn)行處理，整理成表格（如圖2-7所示），通過(guò)仿真數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)的排隊(duì)長(zhǎng)度作對(duì)比，就可看出交叉口各個(gè)進(jìn)口道的車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度情況，可以把各個(gè)進(jìn)口道的瓶頸程度從輕微到嚴(yán)重進(jìn)行排序和定位。圖2-6VISSIM交通仿真軟件中南灣北路-珠海大道交叉口的車(chē)輛排隊(duì)場(chǎng)景正常情況4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直271112652東左2885488平均值27.598.0376.53南直191033514南直左251142715南左1667307平均值20.094.7309.76西左22924057西直左+西直2484416平均值23.088.0410.58北直19723079北直左238422010北左1958325平均值20.371.3284.0圖2-7車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)表格南灣北路-珠海大道交叉口的正常情況和封路施工3.1正常情況交叉口的基本情況南灣北路-珠海大道交叉口位于珠海市香洲區(qū)華發(fā)商都附近，珠海大道的下穿隧道在交叉口正下方。其中南灣北路北端連接南屏大橋鋼便橋和在建的南屏大橋，南端連接昌盛路和港珠澳大橋珠海連接線(xiàn)，交叉口的東北側(cè)是華發(fā)商都。珠海大道是珠海市幾條重要的城市快速路之一，珠海大道東端連接前山大橋，西端連接G4W廣澳高速南屏收費(fèi)站入口。正常情況交叉口的CAD總圖圖3-1正常情況交叉口的CAD總圖圖3-1中玫紅色線(xiàn)段表示珠海大道通過(guò)交叉口的下穿隧道，黃色區(qū)域?yàn)橥＼?chē)區(qū)，綠色區(qū)域?yàn)槭姓G化，在正常情況下，只有南灣北路-珠海大道交叉口設(shè)置了信號(hào)燈，上圖中北端的小交叉口并沒(méi)有設(shè)置信號(hào)燈。（2）正常情況交叉口的車(chē)道功能圖圖3-2正常情況交叉口車(chē)道功能圖由正常情況交叉口車(chē)道功能圖可看出，東進(jìn)口車(chē)道數(shù)為3，南進(jìn)口車(chē)道數(shù)為5，西進(jìn)口車(chē)道數(shù)為4，北進(jìn)口車(chē)道數(shù)為5，其中南西和北三個(gè)方向的進(jìn)口道都設(shè)置了直行左轉(zhuǎn)車(chē)道。此交叉口作為城市快速路珠海大道分流的重要組成部分，所以每個(gè)進(jìn)口道都設(shè)置了2條左轉(zhuǎn)車(chē)道，來(lái)滿(mǎn)足較大的左轉(zhuǎn)交通量的需求。3.2正常情況下交叉口的信號(hào)配時(shí)方案3.2.1Webster配時(shí)計(jì)算方法和公式（1）最佳周期C=（3-1）式中：Y——組成該交叉口周期的所有相位的最大流量比，或整個(gè)交叉口各相位關(guān)鍵車(chē)道流量比的總和；L——周期內(nèi)的總損失時(shí)間，s。（2）車(chē)輛的損失時(shí)間L=（3-2）式中：lsi——車(chē)輛損失時(shí)間，sri（3）最大流量比Y=（3-3）式中：yi——第i個(gè)相位的最大流量比q——第j條車(chē)道實(shí)際交通量，pcu/h；S——設(shè)計(jì)飽和交通量，pcu/h。（4）有效綠燈時(shí)間GeG（3-4）（5）綠燈顯示時(shí)間gg=（3-5）式中：A——黃燈時(shí)間，s。（6）綠信比λ（3-6）3.2.2正常情況交叉口信號(hào)配時(shí)方案的計(jì)算原始的高峰時(shí)期交通量數(shù)據(jù)正常情況交叉口-4相位-交通量數(shù)據(jù)進(jìn)口道轉(zhuǎn)向車(chē)道序號(hào)一小時(shí)交通量y東進(jìn)口左轉(zhuǎn)13230.21523230.215直行32990.199小計(jì)945南進(jìn)口左轉(zhuǎn)12230.14922230.149直左32990.199直行42220.14852210.147小計(jì)1188西進(jìn)口左轉(zhuǎn)12290.15322290.153直左32690.179直行42290.153小計(jì)956北進(jìn)口左轉(zhuǎn)12020.13522030.135直左32270.151直行42030.13552030.135小計(jì)1038Y=0.744圖3-3正常情況交叉口-4相位-交通量數(shù)據(jù)從交警部門(mén)得到的原始高峰交通量數(shù)據(jù)可得知，東方向的原始交通量為945輛，南方向原始交通量為1188輛，西方向原始交通量為956輛，北方向原始交通量為1038輛，可以計(jì)算出最大流量比Y=0.744。由此可見(jiàn)，東西方向的交通量明顯較少，相對(duì)來(lái)說(shuō)南北方向的交通量較多，因此南北方向的通行能力壓力較大，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度也會(huì)相對(duì)較長(zhǎng)。正常情況交叉口的信號(hào)燈配時(shí)方案正常情況交叉口-4相位-周期數(shù)據(jù)相位Y周期(s)車(chē)損Lsi(s)黃燈時(shí)間(s)方向有效綠燈時(shí)間Ge(s)綠燈顯示時(shí)間g(s)綠信比10.74413755東全放34340.252南全放31310.233西全放28280.204北全放24240.18圖3-4正常情況交叉口的周期數(shù)據(jù)（3）配時(shí)圖和相位圖圖3-5相位圖圖3-6正常情況交叉口的相位圖3.2.3正常情況交叉口的瓶頸分析綜合上述數(shù)據(jù)和配時(shí)計(jì)算結(jié)果可看出，平日里高峰時(shí)期交叉口的一個(gè)小時(shí)車(chē)流量就已經(jīng)達(dá)到了4127輛，因此可以預(yù)計(jì)交叉口的日均車(chē)流量將高達(dá)7萬(wàn)輛，車(chē)輛通行能力已接近飽和，屬于極易發(fā)生交通擁堵，形成瓶頸交叉口，大大降低交叉口的通行能力。通過(guò)VISSIM仿真軟件，搭建好交叉口車(chē)道和路徑，輸入原始交通量和配時(shí)方案，再結(jié)合上文中提及的通行能力法、行程時(shí)間法、延誤法、車(chē)輛速度法和車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度法五種分析方法，來(lái)分析交叉口中的交通瓶頸情況：通行能力法和車(chē)輛速度法正常情況-4個(gè)相位數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)據(jù)編號(hào)方向占有率(%)最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）速度(km/h)車(chē)輛數(shù)東東直4112.842.740.8317東左4109.440.940.9318東左3.7111.842.240.2294小計(jì)3.9111.341.940.6929南南直3.1101.441.637.6218南直2.8103.240.735.7194南直左3.6110.244.939.6280南左2.810440.835.5191南左2.799.833.836.3191小計(jì)3.0103.740.436.91074西西直3105.640.637.4224西直左3.410944.339.5266西左3.210745.637.3233西左3.1104.643.238.1238小計(jì)3.2106.643.438.1961北北左2.7110.646.533.7182北左2.9110.848.235198北直左3.2110.851.937.5235北直2.7111.446.334.7181北直2.7110.851.235.2187小計(jì)2.8110.948.835.2983圖3-7正常情況交叉口的通行能力分析車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北原始數(shù)據(jù)94511889561038仿真結(jié)果9291074961983變化率-1.7%-9.6%0.5%-5.3%圖3-8正常情況交叉口原始數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果的對(duì)比由整理的數(shù)據(jù)可得知，在VISSIM仿真軟件的模擬仿真下，正常情況的仿真結(jié)果比原始的高峰交通量有所下降，其中東進(jìn)口同比下降1.7%，南進(jìn)口同比下降9.6%，北進(jìn)口同比下降5.3%，但西進(jìn)口的通行能力同比上漲0.5%；對(duì)比仿真結(jié)果中的最大排隊(duì)延誤時(shí)間可看出，四個(gè)進(jìn)口道的最大排隊(duì)延誤時(shí)間全線(xiàn)破百，且平均排隊(duì)延誤時(shí)間均在40秒之后；和交叉口設(shè)計(jì)車(chē)速的60km/h相比，各個(gè)進(jìn)口道的速度都明顯下降較多，下降到35km/h至41km/h的范圍內(nèi)。行程時(shí)間法和延誤法正常情況4相位行程時(shí)間延誤DelayStopdStops編號(hào)方向行程時(shí)間(s)車(chē)輛數(shù)車(chē)輛總延誤的平均值(s)每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)1北-南101.248753.746.10.842南-北97.369252.640.20.993東-西80.131448.940.10.884西-東82.233648.640.90.825東-南76.16126西-北97.562550.740.80.867北-東105.34965446.30.868南-西72.838245.634.10.88圖3-9行程時(shí)間法和延誤法由整理數(shù)據(jù)可得知，交叉口行程時(shí)間的范圍大致在70秒至105秒之間，結(jié)合圖3-7得知的平均車(chē)速，分析得知各個(gè)方向的行程時(shí)間都相對(duì)較長(zhǎng)，車(chē)速緩慢導(dǎo)致通過(guò)交叉口的時(shí)間變長(zhǎng)；另外，由延誤的評(píng)價(jià)文件可發(fā)現(xiàn)，車(chē)輛總延誤的平均時(shí)長(zhǎng)均在45秒以上，每輛車(chē)平均停車(chē)時(shí)間至少34秒以上，這就說(shuō)明了交叉口存在程度較大的交通瓶頸現(xiàn)象。車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度法正常情況4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直271112652東左2885488平均值27.598.0376.53南直191033514南直左251142715南左1667307平均值20.094.7309.76西左22924057西直左+西直2484416平均值23.088.0410.58北直19723079北直左238422010北左1958325平均值20.371.3284.0圖3-10車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度法由圖3-10可知，各個(gè)進(jìn)口車(chē)道的平均排隊(duì)長(zhǎng)隊(duì)均在20米以外，也就是平均有4到5輛車(chē)在排隊(duì)，而最大排隊(duì)長(zhǎng)度均達(dá)到了70米以上的長(zhǎng)度，其中東進(jìn)口幾乎達(dá)到了100米的排隊(duì)長(zhǎng)度，直接影響排隊(duì)車(chē)輛中的啟停次數(shù)，可見(jiàn)交叉口的擁堵情況之嚴(yán)重。綜合以上五種分析方法，從不同的分析數(shù)據(jù)中都體現(xiàn)出，南灣北路-珠海大道交叉口即使在正常情況下，出現(xiàn)了較為明顯的擁堵現(xiàn)象，直接說(shuō)明了該交叉口存在嚴(yán)重的交通瓶頸現(xiàn)象。在前文提及的交通瓶頸狀態(tài)劃分中，該交叉口的通行能力在高峰時(shí)期已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)或已經(jīng)超過(guò)了交叉口的通行能力，在排隊(duì)車(chē)輛長(zhǎng)龍中出現(xiàn)了走走停停的現(xiàn)象，在交叉口的各個(gè)方向均存在很長(zhǎng)的停車(chē)延誤，部分車(chē)輛可能需要等待兩到三個(gè)周期才能順利通過(guò)交叉口，因此該交叉口可劃分為堵塞級(jí)別。所以，南灣北路-珠海大道交叉口在正常情況下存在交通瓶頸現(xiàn)象。3.3封路工情況下交叉口的基本情況3.3.1南灣北路-珠海大道交叉口的施工封路背景廣東省珠海市為了緩解珠海市現(xiàn)有道路交通壓力，滿(mǎn)足城市對(duì)外聯(lián)系的需要和推進(jìn)橫琴的開(kāi)發(fā)建設(shè)，珠海市于2017年年底開(kāi)始全線(xiàn)開(kāi)工建設(shè)金琴快線(xiàn)工程。金琴快線(xiàn)工程經(jīng)過(guò)南灣北路-珠海大道交叉口，工程計(jì)劃在交叉口南北方向上搭建高架橋，最終形成三層的立體交叉口，底層是城市快速路珠海大道的下穿隧道，中層是南灣北路和珠海大道用于交通量分流的交叉口，高層為金琴快線(xiàn)南灣北路段的高架橋。因此，施工隊(duì)為了建設(shè)高架橋，對(duì)交叉口的北出口進(jìn)行全面封路，劃分為施工用地使用。圖3-11珠海大道高架橋效果圖3.3.2封路施工情況下的交叉口CAD（1）封路施工交叉口的CAD總圖圖3-12封路施工交叉口的CAD總圖由于金琴快線(xiàn)的建設(shè)，需要完全封閉交叉口北出口和部分封閉南進(jìn)出口進(jìn)行施工，即圖3-12中紅色填充區(qū)域，因此南北方向的車(chē)道數(shù)明顯減少，這使得原本在正常情況下就存在交通瓶頸的交叉口的通行能力超出負(fù)荷，需要設(shè)計(jì)一套合理有效的方案來(lái)緩解更加嚴(yán)重的交叉口交通瓶頸。（2）封路施工交叉口和正常情況交叉口的車(chē)道功能圖對(duì)比圖3-13封路施工交叉口和正常情況交叉口的車(chē)道功能圖對(duì)比通過(guò)封路施工交叉口和正常情況交叉口的車(chē)道功能圖的對(duì)比可得知，北進(jìn)口由正常情況的5條進(jìn)口道變成3條進(jìn)口道，而且由于北出口因施工完全封閉，所以北進(jìn)口必須作為出入交替行駛的路段才能有效保證交叉口的正常運(yùn)行；南進(jìn)口由正常情況的5條進(jìn)口道也變成3條進(jìn)口道，南出口由正常情況的3條出口道變成2條出口道。由此可見(jiàn)，南北方向的通行能力將大打折扣，需要合理設(shè)計(jì)配時(shí)方案才能有效改善這種情況。由于封閉施工的緣故，整個(gè)交叉口的車(chē)道數(shù)嚴(yán)重減少，在交通量一定的前提下，就必須對(duì)封路施工情況下的進(jìn)口道的相位和標(biāo)志進(jìn)行調(diào)整：東進(jìn)口的中間車(chē)道由正常情況的左轉(zhuǎn)變成直行左轉(zhuǎn)，南進(jìn)口的中間車(chē)道由正常情況的直行變成直行左轉(zhuǎn)，西進(jìn)口的第三條車(chē)道由正常情況的直行左轉(zhuǎn)變成左轉(zhuǎn)，北進(jìn)口的中間車(chē)道由正常情況的直行變成直行左轉(zhuǎn)。3.3.3封閉施工后出現(xiàn)的交通瓶頸封路施工的交通管制從19年8月31日早上9點(diǎn)鐘開(kāi)始，由于交叉口北出口已經(jīng)開(kāi)始封路施工，因此封閉了南往北方向的北出口機(jī)動(dòng)車(chē)道，使用交叉口的北進(jìn)口作為交替通行路段。（1）圖3-14的南灣大道，車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度長(zhǎng)達(dá)一公里。圖3-14南灣大道圖3-15南灣大道-鋼便橋圖3-16南灣北路：南往北向車(chē)流已經(jīng)完全堵死，行駛速度幾乎為0。圖3-17南灣大道-珠海大道交叉口：東西向車(chē)流受南北向車(chē)流的堵塞影響，車(chē)流的車(chē)速很低，交叉口的通行能力大打折扣。圖3-16南灣北路圖3-17南灣北路-珠海大道交叉口3.3.2瓶頸交叉口成因分析和特征分析（1）成因分析：瓶頸路段就位于南灣北路-珠海大道交叉口，由于工程施工的原因，南灣北路-珠海大道交叉口的北出口需要全封閉施工，而且原本北進(jìn)口的5車(chē)道變成了狹窄的3車(chē)道，因此北進(jìn)口成為了交叉口北端唯一的路口，從單向行駛路段轉(zhuǎn)變?yōu)槟媳毕蚪惶嫱ㄐ械穆范危@樣就導(dǎo)致路口通行能力嚴(yán)重受阻，進(jìn)而出現(xiàn)交通瓶頸，在上下班高峰期非常容易發(fā)生交通擁堵。另外，在北進(jìn)口的后方，靠近珠海市南屏宏興工貿(mào)股份合作公司的附近，其停車(chē)場(chǎng)出入口車(chē)輛出行對(duì)交替車(chē)流有影響。小路口旁邊的殼牌加油站處斑馬線(xiàn)行人往來(lái)頻繁，車(chē)輛通行易受阻。（2）特征分析：依據(jù)上文中提及的特征分析方法：南灣北路-珠海大道交叉口的瓶頸，屬于固態(tài)交通瓶頸，因?yàn)樗Q于道路自身的天然條件，其產(chǎn)生擁堵的時(shí)間和空間相對(duì)較為固定。從因素上判斷，屬于路段中車(chē)道數(shù)發(fā)生變化等不合理的情況，由施工路段封閉導(dǎo)致車(chē)道數(shù)減少引發(fā)道路通行不暢這個(gè)確定因素可以判斷瓶頸的潛在發(fā)生率大大增加，交通量供需失衡，也就是交通需求明顯大于交通供給。從交通瓶頸的中的路網(wǎng)、路段、設(shè)施進(jìn)行種類(lèi)劃分，該交叉口屬于路段瓶頸，主要產(chǎn)生瓶頸的路段就是交叉口的北進(jìn)口，也是交替通行的路段。交通瓶頸的狀態(tài)劃分暢通、正常、擁擠、堵塞四個(gè)等級(jí)中劃分，該路段屬于堵塞路段，排隊(duì)的車(chē)龍中經(jīng)常出現(xiàn)走走停停的現(xiàn)象，每個(gè)交叉口的進(jìn)口道都有很長(zhǎng)的停車(chē)延誤，有些車(chē)輛甚至需要等待兩到三個(gè)信號(hào)周期才能勉強(qiáng)通過(guò)交叉口。緩解交叉口交通瓶頸的方法南灣北路華發(fā)商都路段受施工影響，封閉靠近華發(fā)商都一側(cè)三條車(chē)道，只剩北進(jìn)口的兩條車(chē)道可供車(chē)輛通行，因此需要通過(guò)增設(shè)殼牌加油站處的臨時(shí)信號(hào)燈與珠海大道交南灣北路口信號(hào)燈協(xié)調(diào)控制，采取“高峰期南北向交替通行、平峰期恢復(fù)雙向通行”的控制模式，保障該交叉口的正常運(yùn)行。4.1針對(duì)交叉口南北向交替通行車(chē)道的設(shè)計(jì)VISSIM仿真軟件中交替通行路段的設(shè)置（1）正常情況交叉口和封路施工交叉口的VISSIM總圖正常情況交叉口VISSIM封路施工交叉口VISSIM圖4-1正常情況交叉口和封路施工交叉口的VISSIM總圖由圖4-1中可見(jiàn)，在VISSIM仿真軟件上針對(duì)交叉口的北進(jìn)口做了設(shè)計(jì)，用了兩條長(zhǎng)度和形狀完全相似的路段重疊在一次，各自代表南北方向不同的路徑，同時(shí)路段上的信號(hào)燈也需要重新設(shè)計(jì)和放置。VISSIM軟件中封路施工交叉口的南進(jìn)口直行路徑和西進(jìn)口左轉(zhuǎn)路徑圖4-2封路施工交叉口的南進(jìn)口圖4-3封路施工交叉口的西進(jìn)口由圖4-2和圖4-3可以看出針對(duì)交叉口南北向交替通行路段的設(shè)計(jì)，其中圖4-2是南進(jìn)口的車(chē)輛通過(guò)交叉口進(jìn)入北出口的路徑顯示，而圖4-3是西進(jìn)口的車(chē)輛通過(guò)交叉口進(jìn)入北出口的路徑顯示。VISSIM軟件中臨時(shí)信號(hào)燈的設(shè)置和交替通行路段的運(yùn)行情況下圖中的地理位置位于交叉口北進(jìn)口的末端，是北進(jìn)口320米后的一個(gè)原本無(wú)信號(hào)控制的小路口，圖中為其他方向進(jìn)入北出口的來(lái)車(chē)借道北進(jìn)口交替通行的情況呈現(xiàn)。圖4-4交替通行路段CAD圖4-5交替通行路段VISSIM圖4-4CAD圖中標(biāo)識(shí)出了配時(shí)設(shè)計(jì)南北向交替通行路段的臨時(shí)信號(hào)燈，用于控制進(jìn)入交替通行路段的車(chē)輛，信號(hào)燈與南灣北路-珠海大道交叉口的信號(hào)燈是一體協(xié)調(diào)控制的；圖4-5的VISSIM仿真截圖體現(xiàn)了南北向交替通行路段的最大用處，當(dāng)西進(jìn)口或者南進(jìn)口使用交替通行路段時(shí)，臨時(shí)信號(hào)燈的作用就是防止北方向的車(chē)輛進(jìn)入交替通行路段以免發(fā)生交通事故。4.1.2設(shè)計(jì)臨時(shí)交通燈的清空時(shí)間計(jì)算（1）《交通仿真實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)中左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道的設(shè)計(jì)臨時(shí)交通燈的清空時(shí)間計(jì)算是根據(jù)2019年6月份的《交通仿真實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)中，對(duì)左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道的開(kāi)啟時(shí)間來(lái)重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化得出的新的計(jì)算方法。在《交通仿真實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)中，對(duì)于梅華路-敬業(yè)路的南進(jìn)口設(shè)置了左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道：左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道設(shè)置在交叉口的同側(cè)出口道，可變車(chē)道的車(chē)道數(shù)的設(shè)置需要根據(jù)交通量的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，車(chē)道的使用功能需要根據(jù)交叉口信號(hào)燈的周期變化而變化。另外，在車(chē)道中央分隔帶設(shè)置進(jìn)入左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道的岔口，岔口出設(shè)置臨時(shí)信號(hào)燈，臨時(shí)信號(hào)燈的設(shè)置應(yīng)當(dāng)作為交叉口的輔助信號(hào)燈共同協(xié)調(diào)控制，臨時(shí)信號(hào)燈的綠燈信號(hào)應(yīng)當(dāng)比交叉口的左轉(zhuǎn)信號(hào)提早開(kāi)放。在交替通行的出口道路段沒(méi)有被占用的前提下，臨時(shí)信號(hào)燈需要提前開(kāi)啟，使車(chē)輛進(jìn)入左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道，等到交叉口的左轉(zhuǎn)信號(hào)燈亮起時(shí)，左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道上的車(chē)輛跟隨正常左轉(zhuǎn)車(chē)道的車(chē)輛同時(shí)左轉(zhuǎn)。圖4-6課程設(shè)計(jì)中可變逆向一車(chē)道和二車(chē)道的設(shè)置《交通仿真實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的清空時(shí)間如下：清空南出口中東進(jìn)口左轉(zhuǎn)車(chē)輛的時(shí)間：t因此可逆車(chē)道開(kāi)啟的時(shí)間點(diǎn)為東西直行綠燈開(kāi)始后4s，既周期中的第73秒為開(kāi)啟時(shí)間。借鑒課程設(shè)計(jì)中左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道的設(shè)計(jì)，將瓶頸交叉口中的北進(jìn)口設(shè)計(jì)成交替通行路段，該北進(jìn)口可作為進(jìn)口車(chē)道使用，也可作為出口車(chē)道使用。這就需要保障安全的前提下，開(kāi)放臨時(shí)信號(hào)燈，在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)快速改變?cè)撥?chē)道的車(chē)道功能。為了確定臨時(shí)信號(hào)燈的時(shí)間設(shè)置，需要對(duì)南進(jìn)口進(jìn)北出口的來(lái)車(chē)和本身北出口的來(lái)車(chē)計(jì)算各自的清空時(shí)間，只有清空了使用過(guò)后的交替通行車(chē)道，才能保證安全地放行北進(jìn)口的車(chē)輛進(jìn)入交替通行車(chē)道，安全通過(guò)前方交叉口。得益于《交通仿真實(shí)踐》課程設(shè)計(jì)中左轉(zhuǎn)逆向可變車(chē)道的成功設(shè)置和良好的結(jié)果反饋，本論文將借鑒上述清空時(shí)間的計(jì)算方法，重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化得出的新的計(jì)算方法，公式將在分子的車(chē)道長(zhǎng)度上添加車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)，使得設(shè)計(jì)優(yōu)化后的公更加適用于珠海市南灣北路-珠海大道交叉口的封路施工情況。車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)曲線(xiàn)圖和公式數(shù)據(jù)來(lái)源于尚春琳的《潮汐車(chē)道清空與下游路口信號(hào)協(xié)同控制方法研究》[21]圖4-7車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)曲線(xiàn)圖確定清空時(shí)間所需調(diào)查數(shù)據(jù)：北進(jìn)口相關(guān)數(shù)據(jù)西進(jìn)口相關(guān)數(shù)據(jù)南進(jìn)口相關(guān)數(shù)據(jù)交替通行車(chē)道度北進(jìn)口交替通行車(chē)道長(zhǎng)度南進(jìn)口交替通行車(chē)道長(zhǎng)度南進(jìn)口340m35.76m/s247m51.6m/s167m42.47m/s設(shè)計(jì)優(yōu)化后的清空時(shí)間公式：代入車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)曲線(xiàn)圖的公式得：340m的車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)為2.6，167m車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)為7.6，129m車(chē)道長(zhǎng)度系數(shù)為6.3計(jì)算各個(gè)進(jìn)口的清空時(shí)間：由此可知：北進(jìn)口的清空時(shí)間為25s，即在北相位綠燈停止時(shí)間前25s開(kāi)始由綠燈變紅燈，控制路口不在放車(chē)進(jìn)入交替通行路段，利用25s的時(shí)間清空北進(jìn)口上的行駛車(chē)輛。南進(jìn)口的清空時(shí)間為30s，即在南相位的綠燈加黃燈走完后，加25s清空南相位的車(chē)輛走完交替通行路段。西進(jìn)口的清空時(shí)間為30s，即在西相位的綠燈加黃燈結(jié)束后加20s清空時(shí)間，清空交替通行路段上的車(chē)輛。4.2配時(shí)方案的設(shè)計(jì)4.2.1信號(hào)配時(shí)設(shè)計(jì)流程如下圖4-6所示圖4-6流程圖4.2.2方案1：封路施工交叉口的4相位方案（1）方案1交通量數(shù)據(jù)封路施工交叉口-4相位-交通量數(shù)據(jù)進(jìn)口道轉(zhuǎn)向車(chē)道序號(hào)一小時(shí)交通量y東進(jìn)口左轉(zhuǎn)13230.215直左23230.215直行32990.199小計(jì)945南進(jìn)口左轉(zhuǎn)13960.264直左23960.264左轉(zhuǎn)33960.264小計(jì)1188西進(jìn)口左轉(zhuǎn)12390.15922390.159直行32390.15942390.159小計(jì)956北進(jìn)口左轉(zhuǎn)13460.231直左23460.231直行33460.231小計(jì)1038Y=0.868圖4-7方案1-交通量數(shù)據(jù)方案1依舊沿用正常情況交叉口的4相位，不過(guò)相位順序作出了相應(yīng)的調(diào)整，南北方向的交通量因?yàn)檐?chē)道數(shù)的減少需要重新分配，得出新的最大流量比為Y=0.868，相比起正常情況交叉口的Y=0.744，更加接近飽和狀態(tài)，因此交叉口通行能力的壓力會(huì)更大。（2）方案1的信號(hào)燈配時(shí)方案封路施工交叉口-4相位-周期數(shù)據(jù)相位Y周期(s)車(chē)損Lsi(s)黃燈時(shí)間(s)方向有效綠燈時(shí)間Ge(s)綠燈顯示時(shí)間g(s)綠信比10.86826555南全放75750.282東全放60600.233北全放65650.254西全放45450.17圖4-8方案1周期數(shù)據(jù)（3）方案1的配時(shí)圖和相位圖圖4-9方案1配時(shí)圖方案1配時(shí)圖中，對(duì)于臨時(shí)信號(hào)燈的設(shè)置尤為關(guān)鍵，綠燈開(kāi)啟前30s負(fù)責(zé)清空南進(jìn)口的車(chē)輛，而在北進(jìn)口的綠燈結(jié)束前25s負(fù)責(zé)切斷進(jìn)入交替通行路段的車(chē)流，并且清空路段上準(zhǔn)備通過(guò)交叉口的車(chē)輛。圖4-10方案1相位圖（4）方案1仿真數(shù)據(jù)與正常情況仿真數(shù)據(jù)的對(duì)比封路施工-4相位數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)據(jù)編號(hào)方向占有率(%)最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）速度(km/h)車(chē)輛數(shù)東東直3.3214.486.545287東左3.6225.6100.346.4338東左3.3216.49345.6299小計(jì)3.4218.893.345.7924南南直3401.2199.145.9282南直左3464.4195.146280南左2.8504197.645.3254小計(jì)2.9456.5197.345.7816西西直2.5215.895.843.8222西直2.5216.898.143.7226西左2.6217.896.944.3239西左2.7209.493.844.1239小計(jì)2.6215.096.244.0926北北左3.6199.282.745.9335北直左3.5200.480.846.1330北直3.1250.482.845.7289小計(jì)3.4216.782.145.9954臨時(shí)交通燈直行13.3241.878.644.2304直行23.8192.879.744.3346直行33.8192.680.445346小計(jì)3.6209.179.644.5996圖4-11方案1的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)據(jù)封路施工4相位占有率（%）速度（km/h）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北東南西北東南西北正常情況3.93.03.22.840.636.938.135.29291074961983封路施工

4相位3.42.92.63.445.745.744.045.9924816926954變化率-12.8%-2.2%-18.9%19.7%12.4%23.8%15.5%30.3%-0.5%-24.0%-3.6%-3.0%圖4-12方案1的數(shù)據(jù)對(duì)照由圖4-11和圖4-12可看出，方案1對(duì)于封路施工交叉口的交通瓶頸有明顯的改善效果:作為交替通行的北進(jìn)口的道路占有率增長(zhǎng)19.7%；東南西北各方向的車(chē)輛速度全線(xiàn)提速，速度增長(zhǎng)說(shuō)明交叉口可以通過(guò)更多的車(chē)輛。作為評(píng)價(jià)方案1最重要的數(shù)據(jù)，交叉口通過(guò)的車(chē)輛數(shù)決定了方案1對(duì)于交叉口的交通瓶頸是否做出來(lái)改善。由圖4-12的對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)比正常情況的車(chē)輛數(shù)數(shù)據(jù)，東進(jìn)口同比下降0.5%，南進(jìn)口同比下降24.0%，西進(jìn)口同比下降3.6%，北進(jìn)口同比下降3.0%，除南進(jìn)口外，東西北三個(gè)方向通行能力的下降程度保持在5%以?xún)?nèi)，南方向通行能力的下降程度保持在25%以?xún)?nèi)。封路施工

4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直542092782東直左742093613東左62209315平均值63.3209.0318.04南直直1561721873平均值154.7171.01863.77西左471264348西直49141452平均值48133.54439北直39814910北直左210711711北左392139平均值2.799.0135.0圖4-13方案1的車(chē)輛排隊(duì)時(shí)間由此可見(jiàn)，方案1對(duì)于交叉口的交通瓶頸的影響是積極的，雖然車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度（如圖4-13）會(huì)不可避免地增加，但是總體來(lái)說(shuō)對(duì)于交通瓶頸來(lái)說(shuō)是改善方案，對(duì)于交叉口通行能力來(lái)說(shuō)是止損方案，方案1有效保證了在封路施工條件下交叉口的通行能力，并且盡可能地維持原有通行能力的水平。4.2.3方案2：封路施工交叉口的6相位方案（1）方案2交通量數(shù)據(jù)方案2是在方案1的基礎(chǔ)上，在配時(shí)設(shè)計(jì)和相位設(shè)置上作出了優(yōu)化，因此方案2的交通量數(shù)據(jù)與方案1的一致，車(chē)道數(shù)不變，車(chē)道流量分配也不變。（2）方案2的信號(hào)燈配時(shí)方案方案2的配時(shí)方案是從珠海市交警部門(mén)獲取，并且在方案1配時(shí)方案的基礎(chǔ)上增加相位，從4相位增加至6相位，結(jié)合參照收集到的配時(shí)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)得出的方案。封路施工交叉口-6相位-周期數(shù)據(jù)相位Y周期(s)車(chē)損Lsi(s)黃燈時(shí)間(s)方向有效綠燈時(shí)間Ge(s)綠燈顯示時(shí)間g(s)綠信比10.86824455南全放35350.142東全放43430.183北全放33330.144西全放33330.145東全放30300.126北全放40400.16圖4-14方案2的周期數(shù)據(jù)方案2的配時(shí)圖和相位圖圖4-15方案2配時(shí)圖方案2配時(shí)圖中，對(duì)于臨時(shí)信號(hào)燈的兩段綠燈時(shí)間的設(shè)置尤為關(guān)鍵，綠燈開(kāi)啟前30s負(fù)責(zé)清空南進(jìn)口的車(chē)輛，而在北進(jìn)口的綠燈結(jié)束前25s負(fù)責(zé)切斷進(jìn)入交替通行路段的車(chē)流，并且清空路段上準(zhǔn)備通過(guò)交叉口的車(chē)輛。圖4-16方案2相位圖方案2仿真數(shù)據(jù)與正常情況仿真數(shù)據(jù)的對(duì)比封路施工-6相位數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)據(jù)編號(hào)方向占有率(%)最大排隊(duì)延誤時(shí)間（s）平均排隊(duì)延誤時(shí)間（s）速度(km/h)車(chē)輛數(shù)東東直3.978.428.339.9290東左4.37827.340.7342東左3.977.825.540298小計(jì)4.078.127.040.2930南南直3399.4250.744.5267南直左3384.2242.644.2266南左3411.424444.7273小計(jì)3.0398.3245.844.5806西西直2.7219.699.443.6239西直2.7242103.942.9234西左2.8228.498.643.7246西左2.9210.896.743.4252小計(jì)2.8225.299.743.4971北北左3181.643.951333北直左2.919760.151.4328北直2.6174.858.650.7289小計(jì)2.8184.554.251.0950臨時(shí)交通燈直行13.7174.858.638.9289直行24.119760.140.1328直行34.2181.643.939.9333小計(jì)4.0184.554.239.6950圖4-17方案2的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)照正常情況的仿真數(shù)據(jù)：占有率（%）速度（km/h）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北東南西北東南西北正常情況3.93.03.22.840.636.938.135.29291074961983方案2

6相位4.03.02.82.840.244.543.451.0930806971950變化率2.6%0.0%-11.8%-1.4%-1.1%20.5%14.0%44.8%0.1%-25.0%1.0%-3.4%圖4-18方案2的數(shù)據(jù)對(duì)照由圖4-18的對(duì)比數(shù)據(jù)可看出，方案2的速度和正常情況相比，提速效果明顯，南進(jìn)口速度同比上升14.0%，西進(jìn)口速度同比下降14.0%，北進(jìn)口速度同比上升44.8%，但是東進(jìn)口的速度同比下降1.1%?？傮w來(lái)說(shuō)，方案2對(duì)封路施工情況下交叉口的車(chē)輛速度有顯著的提速效果。方案2與正常情況的車(chē)輛數(shù)數(shù)據(jù)作對(duì)比，東進(jìn)口同比上升0.1%，南進(jìn)口同比下降25.0%，西進(jìn)口同比上升1.0%，北進(jìn)口同比下降3.4%，除南進(jìn)口和北進(jìn)口外，東西兩個(gè)方向通行能力居然比正常情況有微小的提升，南方向通行能力的下降程度保持在25%以?xún)?nèi)，而作為交替通行的北進(jìn)口通行能力同比下降僅僅3.4%。因此得出結(jié)論：方案2對(duì)于封路施工交叉口的交通瓶頸也體現(xiàn)出積極的影響，達(dá)到了緩解瓶頸的效果，部分交叉口的通行能力與正常情況相當(dāng)，且個(gè)別進(jìn)口道還有略微的提升。數(shù)據(jù)對(duì)比的結(jié)論5.1方案1仿真評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)與方案2仿真評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的對(duì)比評(píng)價(jià)文件數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)比占有率（%）速度（km/h）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北東南西北東南西北方案1

4相位3.42.92.63.445.745.744.045.9924816926954方案2

6相位4.03.02.82.840.244.543.451.0930806971950變化率17.6%2.3%8.7%-17.6%-12.0%-2.7%-1.3%11.1%0.6%-1.2%4.9%-0.4%圖5-1車(chē)輛數(shù)的對(duì)比車(chē)輛數(shù)（輛）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北方向東南西北正常情況9291074961983正常情況9291074961983方案1

4相位924816926954方案2

6相位930806971950變化率-0.5%-24.0%-3.6%-3.0%變化率0.1%-25.0%1.0%-3.4%圖5-2結(jié)論：方案1和方案2對(duì)于封路施工的交叉口的交通瓶頸緩解都起到了積極有效的作用，但作用的方式和效果各有千秋。在車(chē)輛速度上方案2和方案1相比，東南西三個(gè)方向都出現(xiàn)了不同程度的下降，但下降程度非常低，但作為交替通行路段的北進(jìn)口，車(chē)輛速度卻出現(xiàn)11.1%的同比增長(zhǎng)，從45.9km/h上升到51.0km/h，車(chē)輛速度的提升可以帶動(dòng)更多的車(chē)輛通過(guò)交叉口，使整體通行能力逐步靠近正常情況的水平。在通行的車(chē)輛數(shù)方面，東進(jìn)口同比上升0.6%，南進(jìn)口同比下降1.2%，西進(jìn)口同比上升4.9%，北進(jìn)口同比下降0.4%。正常情況交叉口為東南西北4相位的設(shè)置，方案1為南東北西4相位的設(shè)置，方案2為南東北西東北6相位的設(shè)置。方案1為4相位，但東南西方向上的車(chē)輛速度比方案2有一定的提升，在通過(guò)交叉口的車(chē)輛數(shù)中，南北方向上通過(guò)的車(chē)輛數(shù)要略勝一籌但差距很小。該方案適用于交替通行路段中北進(jìn)口的車(chē)流較大，且南北方向交通量需求較大的時(shí)間段。方案2為6相位，但作為交替通行能力的北進(jìn)口的車(chē)輛速度比方案1提升不少，在通過(guò)交叉口的車(chē)輛數(shù)中，東西方向上通過(guò)的車(chē)輛數(shù)要稍微多一些。該方案適用于南北方向交通量需求較少的時(shí)間段，得益于6相位的設(shè)置，方案2的調(diào)理和順序相比較方案1更加清晰。車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北方案1

4相位924816926954方案2

6相位930806971950變化率0.6%-1.2%4.9%-0.4%行程時(shí)間的對(duì)比行程時(shí)間（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西方案14相位133.9252.7130.7136.1128.6148.3134.2213.4方案2

6相位110.9236.662.7141.360152.2105.320.46前后變化-17.2%-6.4%-52.0%3.8%-53.3%2.6%-21.5%-90.4%圖5-3車(chē)輛總延誤的平均值的對(duì)比Delay-車(chē)輛總延誤的平均值（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西方案14相位0207.199.9102.699.8101.283.9186.1方案2

6相位0190.831.9107.731.3105.155177.1前后變化0.0%-7.9%-68.1%5.0%-68.6%3.9%-34.4%-4.8%圖5-4每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間的對(duì)比Stopd-每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西方案14相位0158.99093.990.492.268.1147.1方案2

6相位0172.624.998.424.695.745.1162.4前后變化0.0%8.6%-72.3%4.8%-72.8%3.8%-33.8%10.4%圖5-5每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)的對(duì)比Stops-每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西方案14相位04.050.940.910.91方案2

6相位01.760.70.960.670.950.971.53前后變化0.0%-56.5%-25.5%5.5%-28.0%5.6%21.3%-55.1%圖5-6車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度封路施工

4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直542092782東直左742093613東左62209315平均值63.3209.0318.04南直直1561721873平均值154.7171.01863.77西左471264348西直49141452平均值48133.54439北直39814910北直左210711711北左392139平均值2.799.0135.0圖5-7封路施工6相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直171062142東直左181112333東左1577199平均值16.798.0215.34南直左19923417506南直1992351765平均值190.7234.01672.77西左501524548西直51146476平均值50.51494659北直00010北直左00011北左000平均值0.00.00.012臨時(shí)交通燈541421047圖5-85.2正常情況交叉口的仿真數(shù)據(jù)與方案1仿真數(shù)據(jù)的對(duì)比數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)比占有率（%）速度（km/h）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北東南西北東南西北正常情況3.93.03.22.840.636.938.135.29291074961983封路施工

4相位3.42.92.63.445.745.744.045.9924816926954變化率-12.8%-2.2%-18.9%19.7%12.4%23.8%15.5%30.3%-0.5%-24.0%-3.6%-3.0%圖5-9車(chē)輛數(shù)的對(duì)比車(chē)輛數(shù)（輛）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況487692314336611625496382封路施工

4相位444424440448483478495392前后變化-8.8%-38.7%40.1%33.3%-20.9%-23.5%-0.2%2.6%圖5-10行程時(shí)間的對(duì)比行程時(shí)間（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況101.297.380.182.276.197.5105.372.8封路施工

4相位133.9252.7130.7136.1128.6148.3134.2213.4前后變化32.3%159.7%63.2%65.6%69.0%52.1%27.4%193.1%圖5-11車(chē)輛總延誤的平均值的對(duì)比Delay-車(chē)輛總延誤的平均值（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況53.752.648.948.647.150.75445.6封路施工

4相位0207.199.9102.699.8101.283.9186.1前后變化-100.0%293.7%104.3%111.1%111.9%99.6%55.4%308.1%圖5-12每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間的對(duì)比Stopd-每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況40.938.940.846.334.1封路施工

4相位0158.99093.990.492.268.1147.1前后變化-100.0%295.3%124.4%129.6%132.4%126.0%47.1%331.4%圖5-13每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)的對(duì)比Stops-每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況0.840.990.880.820.820.860.860.88封路施工

4相位04.050.940.910.91前后變化-100.0%309.1%6.8%11.0%13.4%4.7%-7.0%287.5%圖5-14車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度正常情況4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直271112652東左2885488平均值27.598.0376.53南直191033514南直左251142715南左1667307平均值20.094.7309.76西左22924057西直左+西直2484416平均值23.088.0410.58北直19723079北直左238422010北左1958325平均值20.371.3284.0封路施工

4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直542092782東直左742093613東左62209315平均值63.3209.0318.04南直直1561721873平均值154.7171.01863.77西左471264348西直49141452平均值48133.54439北直39814910北直左210711711北左392139平均值2.799.0135.0圖5-155.3正常情況交叉口的仿真數(shù)據(jù)與方案2仿真數(shù)據(jù)的對(duì)比數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)比占有率（%）速度（km/h）車(chē)輛數(shù)（輛）方向東南西北東南西北東南西北正常情況3.93.03.22.840.636.938.135.29291074961983封路施工

6相位4.03.02.82.840.244.543.451.0930806971950變化率2.6%0.0%-11.8%-1.4%-1.1%20.5%14.0%44.8%0.1%-25.0%1.0%-3.4%圖5-16車(chē)輛數(shù)的對(duì)比車(chē)輛數(shù)（輛）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況487692314336611625496382封路施工

6相位454406433473477488496400前后變化-6.8%-41.3%37.9%40.8%-21.9%-21.9%0.0%4.7%圖5-17行程時(shí)間的對(duì)比行程時(shí)間（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況101.297.380.182.276.197.5105.372.8封路施工

6相位110.9236.662.7141.360152.2105.320.46前后變化9.6%143.2%-21.7%71.9%-21.2%56.1%0.0%-71.9%圖5-18車(chē)輛總延誤的平均值的對(duì)比Delay-車(chē)輛總延誤的平均值（s）方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況53.752.648.948.647.150.75445.6封路施工

6相位0190.831.9107.731.3105.155177.1前后變化-100.0%293.7%104.3%111.1%111.9%99.6%55.4%308.1%圖5-19每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間的對(duì)比Stopd-每輛車(chē)的平均停車(chē)時(shí)間(s)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況40.938.940.846.334.1封路施工

6相位0172.624.998.424.695.745.1162.4前后變化-100.0%329.4%-37.9%140.6%-36.8%134.6%-2.6%376.2%圖5-20每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)的對(duì)比Stops-每輛車(chē)的平均停車(chē)次數(shù)方向北-南南-北東-西西-東東-南西-北北-東南-西正常情況0.840.990.880.820.820.860.860.88封路施工

6相位01.760.70.960.670.950.971.53前后變化-100.0%77.8%-20.5%17.1%-18.3%10.5%12.8%73.9%圖5-21車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度正常情況4相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直271112652東左2885488平均值27.598.0376.53南直191033514南直左251142715南左1667307平均值20.094.7309.76西左22924057西直左+西直2484416平均值23.088.0410.58北直19723079北直左238422010北左1958325平均值20.371.3284.0封路施工6相位車(chē)輛排隊(duì)長(zhǎng)度Avgmaxstop編號(hào)方向平均排隊(duì)長(zhǎng)度(m)最大排隊(duì)長(zhǎng)度(m)排隊(duì)車(chē)輛的停車(chē)次數(shù)1東直171062142東直左181112333東左1577199平均值16.798.0215.34南直左19923417506南直1992351765平均值190.7234.01672.77西左501524548西直51146476平均值50.51494659北直00010北直左00011北左000平均值0.00.00.0圖5-22第六章總結(jié)與展望6.1總結(jié)本文通過(guò)設(shè)置交替通行的控制模式，最大程度挖掘該路段的通行能力，緩解施工帶來(lái)的交通擁堵，減少對(duì)周邊居民出行影響，提升車(chē)輛通行效率。但受干擾因素較多，需安排較多警力對(duì)該區(qū)域嚴(yán)格管控，才能發(fā)揮交替通行的最大作用。平峰期恢復(fù)雙向通行，需安排人員設(shè)置雪糕筒，分離對(duì)向車(chē)輛。本文設(shè)計(jì)的方案1為4相位，但東南西方向上的車(chē)輛速度比方案2有一定的提升，在通過(guò)交叉口的車(chē)輛數(shù)中，南北方向上通過(guò)的車(chē)輛數(shù)要略勝一籌但差距很小。該方案適用于交替通行路段中北進(jìn)口的車(chē)流較大，且南北方向交通量需求較大的時(shí)間段。本文設(shè)計(jì)的方案2為6相位，但作為交替通行能力的北進(jìn)口的車(chē)輛速度比方案1提升不少，在通過(guò)交叉口的車(chē)輛數(shù)中，東西方向上通過(guò)的車(chē)輛數(shù)要稍微多一些。該方案適用于南北方向交通量需求較少的時(shí)間段，得益于6相位的設(shè)置，方案2的調(diào)理和順序相比較方案1更加清晰。本文的意義：通過(guò)本次設(shè)計(jì)，在韋伯斯特配時(shí)法的基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計(jì)了交替通行路段清空時(shí)間的計(jì)算，并設(shè)置控制南北雙向交替通行的臨時(shí)信號(hào)燈，使得傳統(tǒng)的韋伯斯特配時(shí)法得到更好的優(yōu)化和改良，更加匹配該瓶頸交叉口。通過(guò)臨時(shí)信號(hào)燈的設(shè)計(jì)，封路施工情況下交叉口的通行能力得到了改善，重新設(shè)計(jì)的配時(shí)方案保持了一定的通行能力，初步達(dá)到了維持交叉口作用的目的，有效防止交叉口因?yàn)槭┕ぴ斐赏ㄐ心芰Υ蠓鹊南陆?。?）通過(guò)方案的設(shè)計(jì)成功將該交替通行路段的通行能力進(jìn)行提升，提高了此方法在實(shí)際路網(wǎng)中應(yīng)用的可能性。6.2展望本設(shè)計(jì)僅僅是基于VISSIM的交通瓶頸分析，忽略了車(chē)輛駕駛員對(duì)車(chē)速影響，也忽略了現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的車(chē)輛損失時(shí)間和總損失時(shí)間等復(fù)雜因素。希望本文提出的方案可以做到拋磚引玉的效果，往后可以在其他瓶頸交叉口上看到更加成熟和有效的實(shí)施方案。為解決城市路網(wǎng)中的瓶頸問(wèn)題，拿出更好的方法和更巧妙的智慧去緩解甚至解決瓶頸。參考文獻(xiàn)寧建標(biāo).城市道路網(wǎng)瓶頸判別研究及其應(yīng)用.華東交通大學(xué).2018.王堯.城市道路交通擁堵評(píng)價(jià)與判定方法研究.北京工業(yè)大學(xué).2014.趙顗.面向城市道路網(wǎng)交通瓶頸預(yù)警的信號(hào)控制關(guān)鍵技術(shù)研究.東南大學(xué).高德地圖.中國(guó)社會(huì)科學(xué)院社會(huì)學(xué)研究所.未來(lái)交通與城市計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室.阿里云.《