常丽君 张梓煜 孙佳斌
摘 要：当前随着全球经济的不断发展，人口数量不断增多，因此所带来的交通压力越来越大。交通拥堵问题，已成为全世界大中城市所面临的重要难题，同时研究交通控制技术的合理性对解决交通拥堵问题也有着重要的意义。BIM是Building Information Modeling的英文缩写，意为建筑信息模型。VISSIM是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以城市交通和公共交通运行的交通建模。基于BIM和VISSIM的信号交叉口交通组织优化设计，就是以BIM与VISSIM软件平台模拟并分析信号交叉口的交通现象，从而找到能够解决当前交通拥堵问题的方法。此方法，在实践中取得了很好的应用效果，通过模拟交叉口交通优化策略并仿真预测应用效果的方式，可以得到最佳设计方案，有助于道路交通的改善。
关键词：BIM VISSIM 信号交叉口 交通组织优化设计
中图分类号：U121 文献标识码：A文章编号：1672-3791（2020）10（b）-0026-03
Abstract： With the continuous development of the global economy and the increasing population， the traffic pressure is increasing. Traffic congestion has become an important problem faced by large and medium-sized cities in the world. At the same time， it is of great significance to study the rationality of traffic control technology to solve the problem of traffic congestion. BIM is the abbreviation of building information modeling， which means building information model. VISSIM is a microscopic simulation modeling tool based on time interval and driving behavior， which is used for traffic modeling of urban traffic and public transport operation. The traffic organization optimization design of signalized intersection based on BIM and VISSIM is to simulate and analyze the traffic phenomenon of signalized intersection with Bim and VISSIM software platform， so as to find a method to solve the current traffic congestion problem. This method has achieved a good application effect in practice. By simulating the intersection traffic optimization strategyand simulating the application effect， the best design scheme can be obtained， which is helpful to the improvement of road traffic.
Key Words： BIM; VISSIM; Signalized intersection; Traffic organization optimization design
当前随着全球经济的不断发展，人口数量不断增多，因此所带来的交通压力越来越大。以我国为例，各大中型城市都会出现交通拥堵现象。数据显示，在我国北京，上班族每天上班途中路上的交通时间平均为1h，其中有34.3%上班路上的交通时间在60～80min，6.5%上班路上的交通时间超过1.5h。交通拥堵会给人们日常出行生活带来不便，浪费市民出行时间，从而降低人们出行的舒适度体验。交通拥堵问题，已成为全世界大中城市所面临的重要难题。造成交通拥堵问题的主要原因可以归结为两方面：一是通行流量，二是交通控制技术。因此在各地，主要从这两方面入手，进行交通拥堵现象的改善。比如采用单双号的限行方式，可以减少近一半的交通工具出行。再如通过摇号获得购车资格的方式，也可以限制私家车的数量，从而减少通行流量。这些方法在实践中取得了一定的成效。同时研究交通控制技术的合理性对于解决交通拥堵问题也有着重要的意义。基于BIM和VISSIM的信号交叉口交通组织优化设计，就是以BIM与VISSIM软件平台模拟并分析信号交叉口的交通现象，从而找到能够解决当前交通拥堵问题的方法。
1 关键技术
BIM是Building Information Modeling的英文縮写，意为建筑信息模型。是一个可以提升工程建设行业全产业链各个环节质量和效率的系统工程，是在建筑 （或工程项目） 从策划、设计、施工、运营直到拆除的全生命周期内生产和管理工程数据的过程。工作中会应用到具体的BIM管理软件来实现其功能，如Revit、Bentley、ArchiCAD等。
VISSIM是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以城市交通和公共交通运行的交通建模。它可以分析各种交通条件下，如车道设置、交通构成、交通信号、公交站点等，城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。VISSIM仿真软件内部由交通仿真器和信号状态产生器两个部分组成，它们之间通过接口交换检测器数据和信号状态信息。VISSIM既可以在线生成可视化的交通运行状况，也可以离线输出各种统计数据，如行程时间、排队长度等。
2 优化流程
2.1 数据采集与建模
针对城市主要路段的信号交叉口的交通流动情况进行数据采集。为了使数据更加科学，采用分时段进行调查，根据特点选择城市高峰时段进行数据采集。如针对长春市，其高峰时段选择周一至周五7：30～8：30。在高峰时段是容易出现交通拥堵的阶段交通流接近饱和，因此在此阶段的数据具有很好的分析价值。中峰时段选择周一至周五8：30～9：30时段进行数据采集具有一定代表性。低谷时段选择周一至周五在0：00～1：00时段进行数据采集。数据采集的方式是通过交通路口的监控系统录像获取科学的数据，主要包括道路几何数据、机动车交通流数据、信号配时数据。利用BIM软件构建三维立体视图，再将BIM软件所做的三维路网图导入VISSIM软件中作为底图。再将采集到的数据利用VISSIM软件进行实际运行效果的分析。
2.2 分析拥堵原因
根据流量数据，从通过交叉口车流量、车辆的车型比例、各进口道流量比例，分析早高峰的交通特性。按照车辆类型分为小汽车、小型货车、中型貨车、中小型客车、大型客车几种类型。首先进行各类车型流量数据分析;其次分析其进入路口与转向，从而得出进道口流量比例;最后分析各路段的排队长度与等待中的停车次数。通过VISSIM仿真平面图结合数据可以找出交通路口拥堵的主要原因。如行驶中的冲突问题严重、信号灯控制不合理、路标设置不合理等。此时，应尽量进行充分调研，分析更多种造成拥堵的可能原因，为后续优化控制策略提供基础。
2.3 优化控制策略
其中，交通组织设计的主要内容有车道数的确定、专用左转车道设置、交通渠化岛设置和交通信号设施设置。交叉口车道数的确定依据为高峰h交通量和不同转向交通量的构成。左转交通是引起交叉口冲突的主要因素，可以压缩对向车行道或新增专用左转车道减少冲突点的发生。
2.3.1 调整车道数量
车道数量是影响交通通畅程度的重要指标，通过增加单向或双向车道数量可以缓解交叉路口交通拥堵情况，在进行道路交通改善时被经常性应用。但是，其受到城市发展规划的具体限制，不能随心而定，应用中难度较大。
2.3.2 左转交通设计
左转交通是引起交叉口冲突的主要因素，实践中可以压缩对向车行道或新增专用左转车道减少冲突点的发生。特殊路口可以采用禁止左转交通的设计来降低交通压力。
2.3.3 交通渠化设计
针对行驶中的冲突问题，可以通过对交叉口处机动车道路进行渠化设计进行改善。主要设计有建立安全岛、完善道路交通标志与标线等。其中完善道路标志，标线主要是，针对标志进行定期检查和更新，消除绿化，广告牌等对信号灯和交通指示牌的影响，增加机动车导流线，完善各种指路标志和道路划线，调整人行横道线和停车线位置。
2.3.4 交通信号设施设置
针对交通拥堵情况，统一规划协调全市各路口信号灯设施设置是解决交通拥堵的重要方法之一。如增加或减少或升级交通信号设施。进行信号设施配置优化是在不进行资源投入的基础上改善交通的重要举措，在实践中具有重要研究价值。在设计中应针对高峰、平峰、低谷设计不同的信号配时策略。
2.4 方案评价与改善
为了能够评价优化设置在实际运行中的效果，利用VISSIM仿真软件建立仿真模型以模拟实际效果。针对高峰、平峰、低谷这3个时段的数据进行模拟仿真测试，
即根据前面的优化方案在VISSIM中设置好各项仿真参数，针对高峰、平峰、低谷3个时段的数据进立模型进行模拟仿真测试。实践中仿真测试应进行6次以上测试。将多次测试所得结果取平均值，得到该交叉口现状仿真评价指标。根据交通需求预测和局部路网交通分配结果，叠加上该项目交通量后，对交叉口预测年进行仿真分析，也将仿真模型独立运行6次以上取平均值，得到预测年仿真评价结果。再根据方案评价结果进行方案的改善，并在不断的测试与改善中得到最佳优化方案。
3 结语
基于BIM和VISSIM的信号交叉口交通组织优化设计，在实践中取得了很好的应用效果，通过模拟交叉口交通优化策略并仿真预测应用效果的方式，可以得到最佳设计方案，有助于道路交通的改善。
参考文献
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