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城市智能交通論壇|楊光:交通模擬技術助力複雜交叉口渠化設計

城市智能交通論壇|楊光:交通模擬技術助力複雜交叉口渠化設計

交通言究社「城市智能交通論壇」專題繼續分享專家在城市智能交通創新發展論壇上的精彩發言,今天推出的是天津市公安局交通管理局副局長楊光的發言。

天津複雜交叉口多 選擇最優解決方案有難度

☞ 地形特殊導致天津多複雜交叉口。

天津的河流比較多,道路沒有正南正北、正東正西,大多都是斜向道路,所以天津市畸形的多岔交叉口非常多。

在天津市和平區就有三個這樣的交叉口:南京路與新華路交叉口、南京路與湖北路交叉口、成都道與貴州路交叉口。這三個交叉口都位於中心城區主幹道,交通流量大、交通流向複雜,是大眾反映強烈的交通堵點和秩序亂點,也是交管部門治理的重點和難點。

☞ 這三個交叉口到底有多複雜?

南京路與新華路交叉口

▲圖:天津市南京路與新華路交叉口。

這是一處六岔畸形交叉口,交叉口無信號控制,交叉口內環島已有近40年歷史。除新華路北口為機動車由南向北單向通行,新華路南口機動車一律右轉外,其它各口均為雙向通行。高峰時每小時交通流量可達7141輛機動車,而非機動車、行人則存在繞行距離長、通行混亂的問題,早晚高峰期間,這一個交叉口的警力需求近十人。

南京路與湖北路交叉口

▲圖:天津市南京路與湖北路交叉口。

這個交叉口為五岔畸形交叉口,連接湖北路、南京路、曲阜道三條主幹道,中心環島承擔交通渠化島作用,行人及非機動車過街距離過遠,在交叉口內無安全駐足區域。

成都道與貴州路交叉口

▲圖:天津市成都道與貴州路交叉口。

這又是一個六岔畸形交叉口,周邊分佈有學校、體育館、商業中心、公園及醫院等交通敏感點,共有上下學、上下班四個高峰期,最高時交通流量達2712輛每小時。尤其是放學晚高峰期間,交叉口內違法停車達100輛左右,且行人橫穿現象嚴重。

☞ 問題複雜,多套解決方案,怎麼選?

結合上述三個交叉口的各項基礎數據和交通特點,天津市交警會同專業設計單位對每處交叉口都分別制定了三套交通優化方案。

但是,由於三處交叉口交叉點比較多,涉及的各個交叉口相距很近,交通組織難度也很大。同時,由於三個交叉口都處於城市核心區,而且是主幹線,交流流量非常大,一旦擁堵會導致主幹道全面癱瘓,進而波及整個中心城區。因此,社會對這三個交叉口交通狀況的關注度也非常高,這也決定了這三處交叉口的交通組織優化只能成功,不能失敗。

所以,如何從三種不同的方案中選出效果最好的一個呢?如果採用傳統方式,只能單靠人力來進行,這很難對尚未付諸實施的方案及其效果進行準確估計。怎麼辦?

交通模擬技術助力選擇最優方案

利用傳統方式篩選最優解決方案存在難度,是否可以藉助技術手段來進行?答案是肯定的。計算機技術中有一個「模擬建模」原理,可以用來模擬不同方案的效果,從而選出最優方案。這就是交通模擬模擬工具。

交通模擬模擬工具是一種微觀、基於時間間隔和駕駛行為的模擬建模工具,通過建立模型,以交叉口延誤、出行時間、行程時間延誤、交叉口排隊長度、服務水平等作為評價指標,分析各種交通條件下(車道設置、交通構成、交通信號、公交站點等)城市交通和公共交通的運行狀況,可以對不同方案的運行效果進行定量、直觀評價。

▲圖:利用模擬模擬工具搭建的交叉交叉口三維場景。

天津交警結合實際公交線路、行人非機動車過街特點,對這一工具中的參數進行適當修正,力求使模擬狀態與實際運行狀態相吻合,隨後對不同方案進行了模擬運行並比對運行效果,從而確定了最終實施方案,據此完成了對三處交叉口的交通組織優化工作。

▲圖:根據模擬結果,天津交警在南京路沿線更新、增設了大量交通標誌。

通過模擬技術確定的方案效果如何?

☞ 通行能力大幅改善。

以南京路與新華路交叉口為例,根據實際觀測,這一交叉口改造完畢后,高峰時平均每小時通過機動車流量增加544當量小客車,通行能力平均提升了7.2%;入口車道排隊長度下降16%;飽和度由1.06降至0.88,整體下降約18%;平均車速由15.2km/h增至21.5km/h,提升41.44%;交叉口內總車均延誤由97.34s降至71.78s,下降26.25%;服務水平由F級升至E級。

▲圖:南京路與新華路交叉口改造前後效果對比。

成都道與貴州路交叉口由於存在上下班、上下學高峰,因此早晚高峰時段交通參數變化不一致。但與改造前相比,各項指標也有大幅改善。

▲圖:成都道與貴州路交叉口改造前後效果對比。

☞ 交通事故明顯下降。

通過增設信號燈控制、增加導流島、增設電子警察等措施,交叉口內機動車、非機動車、行人的路權得到重新分配,流向得到合理引導,消除了機動車、機動車和行人的交通衝突,有效降低了事故發生率。根據110接處警平台統計,南京路與新華路交叉口改造后,事故警情下降了71.4%。

▲圖:南京路與新華路交叉口改造前後交通衝突點對比。

▲圖:南京路與新華路交叉口改造前後接警數量對比。

☞ 慢行交通路權得到保障。

交叉口調整后,南京路與新華路交叉口、南京路與湖北路交叉口共計重新施划人行橫道線5處,增設導流島6處、行人過街信號燈7處,並增設了機動車全紅相位。尤其是南京路與新華路交叉口改造后,南京路西進口行人過街時間縮短3分30秒,過街距離減少180米。

成都道與貴州路交叉口優化調整完畢后,重新施划人行橫道線6處,利用4處導流島將非機動車及行人駐足空間由103㎡增至425㎡,通過4處行人過街信號燈規範行人及非機動車通行軌跡;設置機動車全紅相位,充分保障了行人、非機動車通行安全。

結語:隨著計算機技術的不斷發展,利用計算機進行交通模擬已成為解決交通問題的重要途徑。在利用交通模擬工具的過程中,可進一步明確道路交通秩序的影響因素,獲得更加科學、直觀的交通組織優化及評價手段,為各種複雜交通條件改造提供有效途徑,並提高交通組織優化工作的科學性。

(文 | 天津市公安局交通管理局副局長 楊光)

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