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学术前沿

Transtar在地铁站施工组织方案中的应用

发布日期:2012-05-24 19:11

Transtar在地铁站施工交通组织方案中的应用
 
 为了保证施工期间交通组织方案的有效性和科学性,有必要对方案进行评价,在分析比较几种常见评价方法的基础上,选用Transtar软件进行了地铁站施工交通组织方案的评价,以武汉市地铁二号线积玉桥站施工组织方案为例,探讨了Transtar在区域交通组织方案评价中的应用,提出了在没有现状OD数据的情况下,利用交通量反推标定交通分布重力模型参数,从而进行交通分布预测。
关键词 区域交通组织 施工 评价 Transtar
 
      城市地铁站施工区域多在城市交通繁忙区,占用了大量道路资源,且建设周期较长,对城市交通会产生极大的影响。为了缓解施工期间的局部交通压力,保障城市正常生活、生产以及地铁站的顺利施工,有必要进行施工期间交通组织设计。但是,不合理的交通组织设计方案不仅会使交通问题更加严重,甚至会影响正常施工。为了保证方案的可行性和科学性,对方案进行定性定量分析与评价,对决策的制定、方案的实施有着十分重要的意义[1]
 
1 评价方法选择
      选择一种合理的评价方法,对成功进行地铁站施工区域交通组织方案评价起着至关重要的作用。一般而言,区域交通组织方案评价有以下几种方法或手段:
      (1)调查和实验方法。这种方法虽然最可信,但是需要大量的人力物力,且只适合于方案已经实施的情况,无法对方案做出预评估。
      (2)理论模型法。一般是实际问题的抽象,在模型的建立过程中,往往要做大量的假设,同时模型受到的约束条件很多,求解复杂而精确度不高[2]
      (3)仿真评价方法。仿真评价可以“再现”交通流的运行特征,对规划方案做出预评估,同时微观仿真能“所见即所得”,实时观察方案的运行效果。但一般只适用于较为单一的路段及对交叉口的评价,不适合作为区域评价的方法[3]
      (4)Transtar软件评价。适用于城市总体交通系统规划、城市道路网络系统规划、道路工程项目可行性研究、道路工程项目后评估、城市公共交通网络规划、城市大容量轨道交通规划等领域的交通系统分析。主要对地区、地区与地区之间,城市、城市与城市之间,或城市某一区域同一阶段或不同阶段的交通组织管理方案水平进行评价[4]
      地铁站施工期间交通组织设计是在施工影响范围内的交通组织,属于区域交通组织,任何一种交通措施都会引起道路交通流量的变化,因此其交通组织可以认为是路网交通流的重新分配。所以,地铁站施工期间交通组织设计方案评价是区域内交通流重新分配之后的效果评价,从以上几种方法的介绍来看,只有Transtar软件既可以实现交通流分配,又可以进行方案实施效果的评价,并且其结果以数据分析和图形输出为主,不仅可以得到定量结果,而且还能直观地表现评价指标,因此,本文选用Transtar软件为评价工具进行施工期间交通组织方案的评价。
 
2 方案评价步骤
      本文以武汉市地铁2号线积玉桥地铁站施工交通组织方案评价为例,讨论Transtar软件在区域交通组织方案评价中的应用。
2.1 案例概况
      积玉桥站施工路段与过江隧道施工路段相连,全长约2 000m,占用和平大道靠华润置地一侧4车道[5]。周边路网具体见图1。

2.1.1 现状交通组织
      现状施工期间交通组织方案主要是:
      (1)在施工区段取消两侧机非分隔带。
      (2)和平大道原为8车道,施工段变为4车道,即占用一半道路宽度。
      (3)施工区靠华润置地一侧借用非机动车道和人 行 道 作 为 进 出 华 润 置 地 凤 凰 城 的 机 非混行道。
      (4)在长江隧道施工区与积玉桥站施工区之间的通行道路处安装反光镜,并实行车辆类型限制出入,只允许小区居民及项目部车辆进出。
2.1.2 设计方案
      考虑到现有组织方案的局限性,以满足城市正常的生产生活、保障地铁站施工顺利进行为原则[6,7],在保证交通畅通的条件下,利用其内层路网进行疏导组织,施工影响区域内交通组织设计方案如下:
      (1)影响区域外围设置交通标志,诱导需经过但不到达影响区域的车辆绕行友谊大道、新生路、沿江大道。
      (2)施工路段设置为单向通道,靠长江一侧占用一车道设置临时停车位。在施工段两端过渡段及沿线居民区进出口设置相应的标志标线。
      (3)三层楼站搬迁至新生路与和平大道交叉口沿青山方向50m处,积玉桥站搬迁至中山路与和平大道交叉口沿友谊大道方向100m处,在原来的站点及公交车上贴出搬迁公告。所有公交车均绕行临江大道,并在四马路与临江大道交叉口附近新设置一个临时站台,做好宣传工作。
      (4)在前进路与湖滨街交叉口附近打通与湖滨街小区的连接道路,以满足该小区居民出行。在前进路靠长江一端的开发项目设置护栏,打通和平大道与临江大道的连接通道。
      (5)根据单向交通设计条件,以下路段设置为单向交通:积玉桥后街与和平大道之间的四马路、三马路;一马路旁的一纱新村通道;四马路靠华润置地一侧,从四马路与和平大道交叉口至前行约400m的交叉口;四马路与和平大道交叉口至华润置地旁交叉口;武汉市三十八中一段;打通后的前进路段。各路段设置相应标志标线。
      (6)由于施工灰尘和烟雾的影响,降低了道路的可见度,四马路单向通行路段限速30km/h,保证进入项目部的公务车辆与施工车辆安全。
2.2 基于Transtar软件的方案评价
2.2.1 方案评价的假设
      由于条件限制,假定影响区域外围的诱导设计对实际交通流数据不造成明显影响。
2.2.2 交通小区的划分
      由于本案例不同于一般的交通规划中交通流量分配,因此交通规划中划分交通小区的原则不适合本案例。在所确定的施工影响范围内含有较多节点和路段,但其中很多节点位于居民区内,为达到既满足评价效果,又符合实际情况具体分析的要求,可以采用以下方法进行交通小区划分:
      (1)研究区域外,以进出研究区域的每条道路进出点作为一个交通小区。
      (2)对研究区域内,则将合并后的2个居民区交通流发生区作为交通小区,如图2所示。

2.2.3 交通量生成
      交通量生成是指网络中各交通小区(节点)的交通发生和交通吸引量[8]。由于本案例是在现状交通基础上进行交通组织设计,因此不需要预测远景交通量,只需考虑现状交通生成量。但是考虑到进行现状OD调查是不现实的,因此可以用以下办法确定各小区的交通量生成。
      (1)区域进出口交通小区的交通发生量为进入该区域内的交通量,交通吸引量为离开区域的交通 量。
      (2)区域内的两个交通小区则把进出居民区范围 内的节点交通量近 似当 作交通发 生量 与吸引量。
      调查 后 汇 总 的 交 通 发 生 量 及 吸 引 量 结 果见表1。

2.2.4 数据库的建立
      按照Transtar城市交通版的要求及调查数据,分别建立网络邻接目录表、网络几何要素表、节点坐标系统表及交通节点类型表等。
2.2.5 交通分布
      交通分布是指将各小区交通发生量和交通吸引量转换成各小区之间的OD分布矩阵。交通分布预测模型主要有增长率法和重力模型法。增长率法需要有完整的现状OD表,而重力模型法在没有现状OD的基础上也能进行未来交通量分布预测[9]。考虑到对该区域进行现状OD调查是不现实的,故采取重力模型法进行交通分布预测。交通分布预测的重力模型考虑了两交通区之间的吸引强度与吸引阻力,认为两交通区之间的出行吸引与两交通区的出行发生、吸引量成正比,与交通区之间的交通阻抗成反比。重力模型有多种形式,而以行程时间为交通阻抗的双约束重力模型是精度最佳的一种重力模型。
      (1)交通区间交通阻抗分析。交通阻抗值取交通区之间的出行时间,路段出行时间按零流量时的车速及路段长度确定。交通区之间的出行时间按基于路段出行时间的最短路法确定[10]
      (2)双约束重力模型参数的标定。由于没有现状OD数据,故采用路段交通量反推的方法标定重力模型参数。调查主要路段的交通流量,把15个节点全假设为小区,实际的8个非小区流量输为0,以0.1为步长改变参数值,进行分布,得到的结果即为节点与节点间的流量,也就是各路段交通量。当a=0.8时,输出结果与实际路段调查数据在5%的误差范围内,近似认为该参数值为相应区域的双约束重力模型参数值,即为0.8。
2.2.6 交通网络分配
      确认道路设计车速、道路基本通行能力、机动车速度-流量模型等参数值。本次评价考虑了路权与交通负荷之间的关系,选用多路径-容量限制模型,每次分配采用静态的多路径分配模型。
2.2.7 评价结果
      如表2,对现有方案进行与设计方案同样的Transtar软件评价,从通行能力、路段饱和度、交叉 口饱和度、交叉口延误、平均车速、服务水平等方面对初始方案和本设计方案进行比较。

      根据方案对比结果,设计方案因为设置了单向交通且有路边停车,在平均道路通行能力上比初始方案少23pcu/h。但是设计方案较初始方案在路段饱和度、交叉口饱和度、平均车速、网络运输能力、信号交叉口延误等指标上都有较明显优势,且积玉桥地铁站二期施工属于换边施工,设计方案能够保证一期、二期施工的交通组织方案通用,能有效减少交通组织成本,同时,路边停车位的设置方便周边商店装卸货物,方便了居民。选择设计方案为推荐方案。
 
3 结语
      在实地调查的基础上,运用Transtar软件对交通组织设计方案进行了较为系统的预评价,验证了该组织方案的可行性,为积玉桥地铁站交通组织方案的推荐提供了定量分析的依据,也为武汉市其余地铁站建设期间的交通组织方案评价提供了有效参考。本文交通组织主要以机动车为主,利用Transtar软件也只是对机动车进行了相关评价,而未作评价的行人和非机动车在施工期间对交通影响往往较大,因此具有一定局限性。并且外围设计后的预测数据也有待进一步完善。
 
参考文献
 
[1] 李永义.高速公路施工路段交通组织方案设计与评价研究[D].南京:东南大学,2006.
[2] 张 存.地铁车站施工中的地面交通组织方案[J].城市轨道交通研究,2008,45(2):62-64.
[3] 陈尚恺.城市道路施工区域交通组织方法与评价[D].南京:东南大学,2009.
[4] 东南大学交通学院.交运之星———transtar(城市道路版 )[CP],1999.
[5] http://wenku.baidu.com/view/cf7ec1160b4e767f-5acfce31.html.
[6] 瞿忠民.道路交通组织优化[M].北京:人民交通出版社,2004.
[7] 何雅琴,丁卫东,倪艳明.城市交通建设项目施工交通影响分析及对策[J].交通标准化,2009,209(11):87-89.
[8] 王 炜.交通工程学[M].南京:东南大学出版社,2000.
[9] 陆化普.交通规划理论与方法[M].2版.北京:清华大学出版社,2006.
[10] 史文朝.区域交通组织优化研究[D].石家庄:河北工业大学,2006.