基于VISSIM仿真技术的交通瓶颈研研究.docx

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基于VISSIM仿真技术的交通瓶颈研研究

基于VISSIM仿真技术的

交通瓶颈研究和分析

学院：

专业：

姓名：

指导老师：

工业自动化学院

交通工程

张炜鑫

学号：

职称：

160402103036

吴小丹

教师

中国·珠海

二○二一年五月

诚信承诺书

本人郑重承诺：

本人承诺呈交的毕业设计《基于VISSIM仿真技术的交通瓶颈研究》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。

本人签名：

日期：

年月日

基于VISSIM仿真技术的交通瓶颈研究

摘要

随着城市规划的飞速发展和科学技术日益进步的，交通在人类生活中已经成为了必不可少的重要组成部分。

由于道路的施工和改造更新，跟不上城市路网交通量日益增加的步伐，原有的道路基础设施已经不能再满足现状的交通容量需求的加快，导致城市路网的通行能力供不应求，交通瓶颈便自然而然产生了，最终导致交通拥堵的发生。

所以追根溯源还是要解决城市中路网的交通拥堵问题，而交通瓶颈就是要解决源头问题，利用不同手段来识别分析交通瓶颈，根据路段的实际情况提出改善瓶颈的策略方法，力求达到缓解交通瓶颈的目的。

本文将探讨城市路网瓶颈识别的过程，根据研究归纳出瓶颈的成因和特征分析，对交通瓶颈的种类和状态进行划分，讨论交通瓶颈的定位和排序方法，最后结合实例对成网条件下城市交通瓶颈识别方法模型进行验证。

本文结合珠海市南湾北路-珠海大道交叉口的实际交通情况，在VISSIM仿真软件上建立路网，模拟仿真出该交叉口在正常情况和封路施工方案的运行情况，对存在的瓶颈现象进行分析，合理设计和改造封路施工中的交叉口的信号配时方案，提出针对该瓶颈的疏解策略，并通过对延误时间、排队长度、服务水平评价、行程速度以及饱和度等数据进行分析，对比分析封路前后对交通瓶颈的影响,总结封路施工前后对于交通瓶颈的缓解效果。

关键词：

交通瓶颈瓶颈成因与特征分析瓶颈种类和状态划分

VISSIM仿真技术交叉口配时方案

Researchontrafficbottleneckbasedon

VISSIMsimulationtechnology

Abstract

Withtherapiddevelopmentofurbanplanningandtheincreasingprogressofscienceandtechnology,transportationhasbecomeanindispensableandimportantpartofhumanlife.Duetoroadconstructionandtransformationofupdate,couldn'tkeepupwiththepaceofurbanroadnetworktrafficisincreasing,theoriginalroadinfrastructurecannolongermeetthedemandofthepresentsituationofthetrafficcapacityofspeedingup,causestheurbanroadnetworktrafficcapacityinshortsupply,thetrafficbottleneckisproducednaturally,eventuallyleadtotheoccurrenceoftrafficjams.Therefore,itisstillnecessarytosolvethetrafficcongestionproblemintheurbanroadnetworktotracebacktothesource,andtrafficbottleneckistosolvethesourceproblem,usingdifferentmeanstoidentifyandanalyzethetrafficbottleneck,accordingtotheactualsituationoftheroadsectionputforwardthestrategiestoimprovethebottleneck,andstrivetoachievethepurposeofeasingthetrafficbottleneck.

Thispaperwilldiscusstheprocessofbottleneckidentificationofurbanroadnetwork,summarizethecausesandcharacteristicsofbottlenecks,dividethetypesandstatesoftrafficbottlenecks,discussthepositioningandrankingmethodsoftrafficbottlenecks,andfinallyverifytheidentificationmethodmodelofurbantrafficbottlenecksundertheconditionofnetworkformationwithexamples.Combiningwithzhuhaisouthbayroad-thesituationoftrafficintersectionofzhuhaiavenue,networkbuiltontheVISSIMsimulationsoftware,simulationemulationproducetheintersectioninthenormalconditionandtheoperationsituationofroadconstructionschemefortheanalysisofexistingbottlenecks,thereasonabledesignandtransformationofintersectionsignaltimingschemeinroadconstruction,putforwardaimedatthebottleneckofcommunicationstrategy,andthroughtothedelaytime,queuelength,servicelevelevaluation,travelspeedanddegreeofsaturation,suchasdataanalysis,comparativeanalysisbeforeandaftertheroadtotheinfluenceofthetransportbottlenecks,summinguparoadforeasetrafficbottleneckeffectbeforeandafterconstruction.

Keywords:

ThetrafficbottleneckBottlenecktypesandstatedemarcation

VISSIMsimulationtechnologyTimingschemeforintersections

第一章绪论

1.1研究背景、目的和意义

1.1.1研究背景

交通是国民经济和社会发展的中流砥柱，经济建设和社会发展均离不开交通。

由于道路设施的改造更新和优化跟不上日益增加的交通需求量的步伐，导致原有道路的基础设施不再满足现有的交通出行需求，导致道路路网供不应求，从而引发交通拥堵[1]。

若可以很好地缓解并改善交通问题，将大大减少国家因交通拥堵带来的巨大的资源浪费和社会经济损失。

2012年，中林公司的一项公益性项目表明，2010年北京市的市民出行由于交通拥堵受影响，其人数每日平均高达1382.7万人次，平均每日每个人的延误时间为一个小时以上，根据当年职工的年平均工资，因为交通拥堵而造成的经济损失每日高达32286.2万元，若每年工作日天数按250天来计算，每年的损失高达809.9亿元[2]。

该项目的评估报告还显示：

由于堵车，每年仅在燃油方面整个北京市就浪费了721.9万升，市值高达211.1亿元，平均每辆车每个月仅燃油一项的损失就达到了378.4元[2]。

图1-12010年9月17日北京交通拥堵状况

北京大学国家发展研究院在2014年发布了《中国经济生活大调查》，该报告显示当年北京市因为交通拥堵而造成的损失金额达700亿元[3]。

高德地图在2016年发布的《中国城市交通分析报告》显示，全国有将近一半的城市，其高峰期的交通服务水平受高峰通勤影响而明显降低，有32个城市的高峰期延时值超过了1.7（延时值指的是实际出行时间与自由流出行时间的比值）[3]。

报告还显示全国在2016年有3成的城市的交通拥堵在加重，45个主要城市中有3/4的城市交通拥堵在加重[3]。

高德地图在2017年发布了《2017年度中国主要城市交通分析报告》，报告中罗列了中国年度堵城排行榜，报告中以延时值[3]（延时值是指拥堵时所花的时间与畅通时所花的时间的比值），以珠三角地区中的广州、深圳、珠海为例，广州的延时值为1.892，珠海的延时值为1.805，深圳的延时值为1.751。

而且，广州的平均车速为24.13km/h，珠海的车速为26.19km/h，深圳的车速为27.08km/h；广州的人均年拥堵成本为249小时，珠海为235小时，深圳为226小时；广州的人均年经济损失为10501元，珠海为8123元，深圳为7053元。

其中，珠海的延时值为1.805，也就是说，每当珠海市民在路上被堵的时候，比起路网畅通的的时候，要花上将近1.8倍的时间才能走完相同的路程[4]。

总的来说，解决交通拥堵问题的关键是解决路网交通的瓶颈问题，分析路网并找出瓶颈，从工程更新改造和信号配时方案上解决瓶颈问题，逐步达到缓解拥堵，使交通畅通的目的。

故本文采用珠海市南湾北路-珠海大道交叉口作为本文中的分析案例，对文中研究的路网瓶颈进行识别和分析并提出改善方案。

1.1.2研究目的和意义

研究的目的：

通过分析找出城市路网中的瓶颈，采取信号配时方案的调整来降低瓶颈对路网的约束，使其具有更好的通行效率。

因此只有分析出路网中的瓶颈，才能采取针对性的对策来改善交通状况。

如果将交通路网的通行能力比作木桶效应，那么瓶颈就是木桶中的短板，长板是闲置状态的路网。

交通路网通行能力的容量有多大，瓶颈这块短板影响也会彼此增加，因此研究交通瓶颈具有不可或缺的现实意义。

研究的意义：

（1）解决高峰期间交叉口车流方向分布不均匀，车道资源不足的问题。

提高高峰期间车辆的通行效率。

通过改善交通瓶颈可以有效减轻交通压力，提高交通系统服务水平。

（2）对设计方案建立微观仿真模型，并进行仿真评价，通过检测的参数分析设计的改造方案在实际道路上的可行性。

（3）通过仿真模拟改进后的效果，可验证该改进方案可以在一定程度上解决交通拥挤、延误等问题，同时也保证了道路交通安全、畅通。

（4）减少交通事故：

事故高发路段通常出现在交通瓶颈路段，若针对瓶进行研究和改善则可以降低事故发生