基于VISSIM 仿真的交叉口及沿线道路优化方案研究*
——以苏州市东太湖大道为例

马 健，俎振山，张丽岩*

（1.苏州科技大学 土木工程学院，江苏 苏州 215011；2.苏州市吴江区公安局交通警察大队交通指挥中心，江苏 苏州 215200）

1 研究背景

东太湖大道作为苏州市吴江区的重要交通干线，与之形成的交叉口运行效率至关重要。研究范围周边分布着大量的交通发生源与吸引点，如住宅小区、教育资源、商业中心等，来往的各种类交通量均较大，对于周边地区交通系统的高效运转至关重要。近些年来，随着吴江区发展迅速，该地区交通需求明显上升，各交叉口在早高峰期间及特殊时段出现了排队较长，延误较大，行程时间增加，各类交通事故频发等情况，这些问题都亟待解决。然而现有的交通设施以及交通组织方式已无法应对城市交通的紧张局面，因此进行合理的交通组织优化迫在眉睫。

国内对交叉口设置直行待行区的研究较多，通过在直行车道或直右车道前划出一片区域，当上一相位左转绿灯亮起时直行车辆越过第一停车线，驶入直行待行区等待，此时本相位显示红灯；待本相位绿灯亮起，第二停车线内所有直行车辆允许通过交叉口。直行待行区应当以“直行待行区”字样为地面标示。直行待行区渠化如图1 所示。

图1 直行待行区渠化示意图

2 以中山南路-东太湖大道交叉口为例进行现状分析

中山南路-东太湖大道交叉口呈十字型。中山路为南北向城市次干道，断面形式为四幅路，双向7 车道。东太湖大道为东西向城市主干道，断面形式为四幅路，双向9 车道，如图2 所示。

图2 中山南路-东太湖大道交叉口航拍图、平面布置图

中山南路-东太湖大道交叉口目前采用四相位信号灯控的管理形式，交叉口信号周期早高峰T=160s，晚高峰T=180s。交叉口早晚高峰信号控制方案如表1、表2 所示。

表1 中山南路-东太湖大道信号控制方案（早高峰）

表2 中山南路-东太湖大道信号控制方案（晚高峰）

各进口道交通量：

中山南路-东太湖大道交叉口车道流量图如图3所示（以2020 年6 月4 日高峰每小时交通量为例）。

图3 中山南路-东太湖大道交叉口车道流量示意图

根据所得数据，可得中山南路-东太湖大道交叉口的交通流向分布（图4），以6 月4 日早高峰每小时交通量为例，可以看出东太湖大道的交通量依然远大于南北向中山南路的交通量，但是中山南路由北向东和由南向西的左转车流更多。

图4 中山南路-东太湖大道交叉口交通流向分布

中山南路的交通流在工作日表现出更加明显的潮汐现象，休息日则较为平稳。中山南路-东太湖大道交叉口周期内时变图和对比图如图5 所示。

图5 中山南路-东太湖大道交叉口周期内时变图和对比图

通过对观测数据和实地观察分析，东进口道延误为43.1s，北、西进口道延误分别为34s 和48.5s，而南进口道达97.9s，中山南路南进口的交通延误最大。

3 东太湖大道东西沿线交叉口改善方案

3.1 以中山南路-东太湖大道交叉口为例优化方案

东太湖大道（鲈乡南路-长安路段）各交叉口均与中山南路交叉口类似，故以中山南路-东太湖大道交叉口为例设置直行待行区具有代表性。

3.1.1 设置直行待行区可行性分析

根据中山南路-东太湖大道交叉口现状，并结合直行待行区的设置条件，对该交叉口进行设置直行待行区可行性分析。

（1）中山南路-东太湖大道交叉口为四相位信号控制交叉口。

（2）中山南路-东太湖大道交叉口为主干路与次干路相交的交叉口，东西进口均设置五条车道，南北进口均设置四条车道，交叉口内部空间较大。

（3）中山南路-东太湖大道交叉口渠化状况良好，四个进口方向均设置左转专用车道，且均设有左转弯待行区。

（4）中山南路-东太湖大道交叉口，高峰期间东西进口直行交通量较大，道路资源紧张；南北进口由于绿信比较低，通行效率较低，排队车辆很难在一个绿灯时间全部消散。

根据以上分析可知，中山南路-东太湖大道交叉口东西进口满足设置直行待行区的条件，适合设置直行待行区；南北进口无需设置直行待行区。

3.1.2 交叉口优化方案设计

针对中山南路-东太湖大道交叉口东西进口道直行车辆较大的特点，提高路口直行车流通行能力，在东西直行车道前设置直行待行区，改善后的交叉口组织设计如图6 所示。

设置直行待行区的具体措施包括：

（1）在东西进口道人行横道前绘制直行待行区，在第二停止线后绘制直行导向箭头和“直行待行区”字样。根据路口的实际情况，避免对相邻车道正常通行产生影响，东西进口道的直行待行区设置如图6 所示。

图6 中山南路-东太湖大道交叉口交通组织图、直行待行区示意图

（2）在东西进口道信号灯处增设电子显示屏，当前一相位车辆通行时，电子屏显示“直行车辆驶入直行待行区”；当前相位直行绿灯亮起时，显示屏显示“直行待行区内车辆允许通行”；当处于其他相位时，显示器显示“直行车辆禁止驶入待行区”。

（3）信号控制方面，现有早、晚高峰的相位图保持不变，对相应的周期时长根据实际情况，进行相应的缩短调整，相位图如图7 所示。

图7 中山南路-东太湖大道交叉口相位图

3.2 励志路-东太湖大道交叉口优化方案

励志路为T 型交叉口，未设置信号灯控制，主要作用是衔接东太湖大道与市政服务区。该路口汇聚了多个方向的车流，事故发生频率较大。为了降低交叉口事故率，保证行人通行安全，于励志路北进口设置减速让行线，并增设让行标志与易发事故提示牌，明确交叉口路权，保障交叉口行车安全（图8）。

图8 励志路-东太湖大道交叉口交通组织图和减速让行标线示意图

4 VISSIM 交通仿真

为了更好体现交叉口在设置直行待行区后新的控制方案运行效果，在相同的仿真运行环境下，分别对交叉口进行新方案和当前现状控制方案的交通状况模拟和仿真。新的控制方式缩短了周期时长，同时分析其与原方案仿真的比较情况。

以中山南路-东太湖大道交叉口为例，利用VISSIM 进行仿真（图9），模拟交叉口进行设置直行待行区和渠化设计后，交叉口通行能力变化趋势如图10所示。

图9 中山南路-东太湖大道交叉口现状仿真图

图10 优化后中山南路-东太湖大道交叉口仿真图

由表3、表4 对比可知，对于中山南路-东太湖大道交叉口，通过设置直行待行区的方法来提高其通行能力是十分可行且有效的。

表3 中山南路-东太湖大道交叉口优化前后延误时间对比表

表4 中山南路-东太湖大道交叉口平均排队长度

经过仿真模拟得出中山南路-东太湖大道交叉口现行方案下平均排队长度和受到东大道优化影响的平均排队长度。

经过优化后，东太湖大道整体早高峰车流效率提升30%以上。通过以上数据可以发现，设置直行待行区将对各条道路进口道的平均延误降低34.2%，会对东太湖大道通行流畅度有较大改善。

5 结论与评价

交叉口的流畅通行是解决城市路网拥堵的关键，设置直行待行区，提高路口通行效率有利于减少交通事故，使得整体通行延误得以有效降低。

仿真分析结果表明，在设置直行待行区后，各交叉口的延误和通行能力等都有了明显的改善，配合周边路网信号配时的调整，整个东太湖大道的通行能力都将得到优化。

具体的建议如下：

（1）针对东太湖大道（鲈乡南路-长安路段），沿线5 个交叉口中的3 个交叉口（鲈乡南路-东太湖大道交叉口、中山南路-东太湖大道交叉口、长安路-东太湖大道交叉口）于东太湖大道的东西进口道分别设置直行待行区。（2）针对花园路-东太湖大道交叉口，于东太湖大道的东西进口道和花园路的南北进口道分别设置直行待行区。（3）针对励志路-东太湖大道交叉口，加设减速让行标志标线。（4）东太湖大道（鲈乡南路-运东大道段）沿线出入口，共计8 个出入口，均加设停车让行标志和相应的标志标线等。

信号协调优化后，相关部门对其进行了监测，其评价报告见图11。

由图11 可知，吴江交警采纳了相关建议，通过设置东太湖大道（鲈乡南路-长安路段）交叉口直行待行区等渠化方法，结合信号配时的相应调整，提升了东太湖大道整体交通流畅度，并与周边主干道形成合力，车流疏导能力显著增强。

图11 改善方案后期评价