杨光:交通仿真在复杂路口交通渠化设计上的应用

2017年5月5日，由中国智能交通协会、公安部道路交通安全研究中心和中国人民公安大学交通管理学院联合举办的“第四届中国（上海）城市智能交通创新发展论坛”在“2017中国（上海）国际交通工程、智能交通技术与设施展览会”期间成功召开，来自交管部门、高等院校和科研院所共21位专家出席，本次会议主题为“ITS，助力城市交通缓堵”。天津市交管局副局长杨光发表《交通仿真在复杂路口交通渠化设计上的应用》的主题演讲，本文根据录音材料整理，未经演讲本人审核。

　　杨光：各位专家、各位交警的同仁，还有企业的朋友，大家下午好！

　　在汇报之前，先表达一下我的心意，非常感谢我的老师--中国人民公安大学王军利院长，给天津交管局创造机会跟大家进行学习和交流。今天带队来的主要目的是来学习。应军利院长要求，介绍一下天津公安交通管理的一些工作，特别是交通仿真方面，也请大家提出批评和指正。今天我汇报的题目是交通仿真在复杂路口渠化设计上的应用。

　　（PPT）这是我们天津市和平区南京路和新华路的交叉口，以及南京路、湖北路的交叉口、成都路和贵州路交叉口，三个路口一个渠化设计的思路，就这三个路口的渠化设计方案跟大家做一下汇报。

　　去过天津的朋友可能清楚，天津河流比较多，天津的路基本没有正南正北，正东正西，都是弯弯曲曲，导致今天天津市畸形的多岔路口非常多，今天介绍的三个路口都在天津市的核心区域和平区，其特点就是主干道路口、流量大、流向复杂。为了做好这三个路口的渠化设计，交管部门下了不少功夫，三个路口的交通拥堵问题，一直也是天津交管部门和天津老百姓心中的一块病，通过交通仿真技术来进行对交叉口的渠化设计的交叉口的延误、出行时间、排队长度、服务水平等为评价，使渠化设计取得非常好的效果。

　　交叉口优化前交通状态

　　首先我想介绍一下这几个路口优化前存在的一些问题。这是第一个路口，南京新华路口，位于天津市环线主干道南京路上的一处六岔畸形路口，以前这个路口一直没有信号控制，路口环岛从南京路建成到现在，大概存在了40年左右。期间拆除掉过一天，为什么只有一天呢？因为拆除完后，信号控制、相应的配套等等措施没有跟上，导致发生了大规模的拥堵，只好立即把环岛的位置拿护栏拦出来，维持原来的方式。优化以前，这个路口早晚高峰需要12名警力，用无线电对讲协调进行放行。流量非常大，早晚高峰流量达到七千多辆，而且非机动车、行人比较秩序混乱，混行。（PPT）我们看到的这张图还是秩序不错的，这是交通仿真优化组织之前的一个画面，（PPT）这是经过了多次优化交通组织后的情况。

　　这是第二个路口，跟南京路新华路交叉口相邻的南京路湖北路交叉口，中心环岛的五岔路口，环岛的目的就是渠化行人、非机动车和机动车，造成行人非机动车绕行非常远，路口放行非机动车和行人秩序非常混乱。

　　第三个路口是成都道与贵州路的交叉口，六岔口，周边非常复杂，有小学、体育中心、医院，这个路口在早晚高峰时期，送孩子上学停车的车辆非常多，停的乱七八糟，造成路口的通行秩序非常混乱，每天早晚高峰也是需要大量的警力来组织交通，进行疏导，严重的时候，就在路口内违法停车达到一百多辆。

　　总结一下这三个路口的特点：第一位置很重要，就是都处在市中心区域，而且在主干道上，流量非常大；第二组织难度大，交通组织难度大，主要体现在路口的交叉点比较多，涉及路口又比较近，信号配时配时起来比较困难；第三社会关注度高，为什么？因为位置很重要，社会关注度很高，这些道路不仅流量非常大，市中心区的主干道，也是各级领导天天上下班要走的，警卫路线也都在这几条路上，社会的关注度非常高。这三方面加一起，三路口的交通组织就一个要求：在交通组织优化上只能成功不能失败，这是给天津交管局提出来的非常高标准的一个要求。

　　优化工作的科学流程

　　在组织好这三个路口的渠化设计上，我们也采取了这种优化思路，前期通过现场的调研，虽然交管部门有管理的经验，渠化的经验，但考虑到人员和能力有限，同时部局也鼓励我们交管单位采购第三方专业服务，我们就找专业机构做优化设计方案，经验和专业结合，最后提出了这三个路口渠化优化设计的初步方案。同时我们开展了大规模的宣传，这种宣传一个是向社会征求意见，同时也是向社会各界宣告，我们要做路口的交通组织优化，优化方案实施前公开征求意见，让社会、出行者给我们一些反馈，提一些建议来优化我们的设计。

　　下面进入关键的环节。在征求意见后，我们对三套方案进行了进一步的完善调整，进行了最终的比选，拿到比选方案以后放到VISSIM微观交通仿真模拟系统工具上跑一下。ISSIM 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。我们借助这个工具对路口的车辆通行延误、出行时间、行程时间，交叉口的排队长度、服务水平进行量化的评价。（PPT）效果非常直观，这是当时做的两个路口的仿真视频。

　　在仿真的过程当中，我们综合借助信号控制协调系统，对周边相邻的路口实施信号协调控制，同时结合实际的公交路线、行人非机动车过街特点等进行了参数的修整，力求使仿真的状态和实际运行的效果相吻合，同时运行以后进行优化和比选，通过对各个方案仿真效果的确定，最终我们确定了现在的实施方案。（PPT）这是南京路一线，南京路新华路交叉口和南京路湖北路交叉口等几个路口实现总体协调控制以后一个仿真的效果。最终我们在2015年10月份和12月份，以及2016年5月份相继完成了三个路口的最终渠化设计。

　　（PPT）这是当时做的设计，更新了大量的标志，标线，以及优化信号配时。

　　南京路新华路交口将正式按照新的交通组织方案实施，具体如下：

　　一是在去除环岛后，路口改为信号灯控制方式放行，机动车、非机动车、行人均须观察对应信号灯通过路口；

　　二是南京路东、西进口和泰安道进口机动车停止线前提，并利用导流岛对南京路东进口进入泰安道和新华路的机动车、泰安道进入南京路和新华路的进行分流；

　　三是南京路西进口禁左，机动车可提前在南京路山西路交口左转进入山西路或在南京路湖北路交口调头后再右转进入泰安道和新华路，东进口保持原禁止机动车左转不变；

　　四是在路口内设置交通渠化安全岛，并在南京路与新华南路交口位置设置人行横道及对应信号灯，确保行人过街安全。

　　实施效果

　　最后介绍一下方案的实施效果。通过仿真软件选择方案以后，开始实施优化方案，同时密切关注三个路口的交通运行状况，根据实际观测，以南京路新华路口为例，运行报告显示南京路与新华路交叉口改造完毕后，高峰期每小时平均通过机动车流量增加550辆小客车，路口通行能力平均提高7.2%，进口车道排队长度下降16%，交叉口饱和度由1.06降低至0.88，整体下降18%，路口的车辆平均车速由12.5公里/小时增至21.5公里/小时，提升了41.44%，交叉口内总车延误降低了21.25%。服务水平由F级升到E级。

　　（PPT）这是成都道贵州路交叉口的比较，提升也是比较明显的。

　　刚才是数据上结果反应，从直观上来说，我们感觉在实施完以后有这么几个变化：第一个交通事故明显下降，（PPT）这是我们改造前后平均每周的交通报警数量的变化，原来每周报警十次左右，现在降低到四次，交通事故明显减少；

　　第二就是慢行交通路权得到保障，优化前的环岛交通，行人和非机动车行动非常困难，都是混行，路口调整以后，保障了非机动车和行人的通行。尤其南京路新华路交叉口改造以后，南京路西口的行人过街的等候时间缩短了3分30秒，过街距离减少了180米，（PPT）这是冲击点减少的示意图，可以看到过去的冲击点非常多；

　　第三个就是得到了广泛的好评，环岛优化方案、改造效果收到了良好的社会效果和实际效果。天津交管局通过大众媒体和天津交警的双V平台广泛宣传，得到市民的积极响应和社会各界的支持，改造以后，执勤的民警普遍反应交通秩序明显改善，劳动强度明显降低，周边企事业单位和参与者都对路口的改造反应良好。这里插一句，天津交警的双V平台是关注度非常高的平台，天津交警微博是全国十大政务微博的前十名，

　　随着计算机技术的不断发展，利用计算机进行交通仿真成为解决交通问题的重要的途径，在交通仿真软件利用过程当中，我们也进一步确定了影响路口路段交通秩序的因素，获得了更加科学、直观的交通组织优化和评价的手段。为各种复杂路口改造提供了有效的途径，通过这种仿真的方法，实现了对方案前期比选和方案实施以后后期的评价，进一步提高了交通组织优化工作的科学性，也为今后交通管理疏导工作奠定了更加科学的运行机制，为交管部门发扬大国工匠的精神，科学化、精细化组织城市交通走出了一条创新之路。

　　我的汇报就到这儿。最后我想借这机会向大家再做一下汇报。因为天津的交通管理信息化应用和上海、深圳等一些先进城市相比，还有一定的差距，我们这次本着来学习的目的，希望大家能够为天津的智能交通发展贡献出一份力量，天津交管局也本着开放包容的态度，欢迎大家到天津发展事业，谢谢大家。