惠州北站交通仿真應用探索
摘要
贛深高鐵惠州北站經過了多輪的規劃研究，但在“站城融合”背景下，提出了更精細化的設計要求。為了檢驗、支撐交通設計方案，嘗試應用VISSIM仿真技術，對惠州北站交通組織方案進行建模與仿真。通過動態、定量、精細化的仿真分析來評估道路的運行狀況以及交通設施的服務能力，并提出優化改進建議，指導工程設計落地。
1.初步設計方案
贛深高鐵惠州北站位于惠州市小金口片區，主要服務惠州全市域及臨界片區高鐵出行?；葜荼闭臼勤M深鐵路進入珠三角的第一個大站，也是惠州市通向粵港澳大灣區的樞紐門戶。
圖1 惠州北站區位
惠州北站由贛深高鐵、莞惠城際構成。其中贛深高鐵為5臺12線；莞惠城際為2臺4線，平行布置于贛深高鐵南側?；葜蒈壍澜煌?號線垂直于高鐵布設；惠州軌道交通5號線沿白石路敷設，位于1號線東側，與1號線L形換乘。
圖2 場站布局
惠州北站采用上進下出的組織，從高架二層進站，地下一層出站。遠期規劃包含公交場站約3萬平米，長途（旅客）場站約2.3萬平米，出租車場站以及社會車停車場等。
圖3 惠州北站鳥瞰圖（初期）
圖4 惠州北站鳥瞰圖（遠期）
2. 微觀仿真精準提能
惠州北站經過了多輪的規劃研究，總體布局方案已落到工可和初步設計，但下一代樞紐更強調“站城融合”，提出了更精細化的設計要求。
面對以上問題，微觀交通仿真技術應運而生。交通仿真主要通過微觀層面動態、定量、精細化的分析，檢驗和優化交通設計方案，形成規劃-設計-模型的閉環反饋，以此為設計方案提供支持，指導樞紐工程設計落地。交通仿真是規劃理念融合數據分析的過程；是定性判斷融合定量分析的過程；是透視未來，挖掘隱性問題的過程。
因此，本項目引入交通仿真技術，通過微觀層面的動態、定量、精細化仿真分析，挖掘與識別規劃設計中存在的問題并深度剖析原因。通過成熟的交通組織優化手段優化設施規模與布局，優化交通組織流線等。并通過優化前后仿真結果對比來驗證改善效果。為交通設計方案及后續保障方案提供支持，指導樞紐基礎設施建設。
圖5 優化思路
3.建模與問題分析
(1)全面精細化建模，打造直觀展示效果
在本次模型應用中，改變以往粗糙、單調的交通工程仿真，融合城市設計SU模型、建筑BIM模型等，構建高精度仿真情景，多種交通方式相互融合，以模擬最為真實的樞紐交通流特征，為項目提供強力支撐。
圖6 整體運行視頻
(2)通過動態定量仿真分析，識別設計問題
根據交通仿真運行結果，樞紐整體運行效果良好。初期2025年，惠州北站送客車流平均運行速度23km/h；平均延誤31s；遠期2050年，惠州北站送客車流平均運行速度21km/h；平均延誤51s。
圖7 初期運行水平與遠期運行水平
惠州北站整體運行良好，但在微觀節點中仍然存在部分問題，主要集中在白石路交叉口、停車場出人口以及送客平臺等。例如站西路-白石路效率過低，主輔道交織嚴重，通行能力有限，致使車輛擁堵。送客車輛駛離經過此處最大排隊長度可達約160米；例如停車場進出車輛對主路（白石路）產生干擾，地下停車場入口距離白石路-站西路交叉口出口道僅160米，在該處路段，車輛緩行長度達110米，車輛平均延誤時間11s。送客平臺能力接近飽和，初期按預測量1480pcu/h，送客平臺已經產生排隊20米，約三輛車。原規劃20個斜列式停車位，不能滿足更高的送客需求。
圖8 問題匯總
圖9 白石路-站西路矛盾點
4.方案優化與評估
(1)針對關鍵問題開展多情景測試
惠州的城市軌道交通等相關交通基礎設施仍處于規劃階段，未來存在波動性變化風險，繼而影響軌道交通分擔率，小汽車出行率等等。為了確保樞紐設施服務能力可以彈性適應未來，開展了不同情景，不同方案的仿真，共包括三個情景。
情景一：送客平臺極限壓力測試
針對送客匝道開展不同交通流量、?？课贿M行多情景仿真，找出效能最大的匝道配置方案。實驗結果表明，在20落客位基礎上，增加10個落客車位可提高送客能力約400pcu/h。相同送客交通量，30送客位方案可以減少排隊長度約40米。
圖10 排隊長度記錄對比
圖11 排隊長度分析圖
圖12 30落客位方案運行效果
情景二：綠波交通效果測試
增加綠波交通的對比測試，驗證綠波效果。根據實驗結果，無綠波延誤東側交叉口西進口平均延誤60秒，有綠波延誤47秒，優化效果約13秒。無綠波平均停車次數1.08次，有綠波平均停車0.66次。綠波交通對提高送客車輛行程速度效果顯著。
圖13 綠波效果對比（延誤指標）
情景三：為應對軌道建設時序不確定風險，開展擁堵風險分析
基于不同交通量進行對比測試，探索公交調整比例。結果顯示，如遠期地鐵未開通時，應引導提高常規公交分擔比例至50%才可以避免大面積擁堵。
圖14 測試場景
(2)改善方案及評估測試
針對惠州北站存在的問題及情景測試結果，以提升效率和通行能力為策略，共提出15條時空優化措施。優化方案主要包括對主要交叉口進行優化，提高交叉口通行能力，減少車輛延誤；對送客匝道進行優化，增加送客車位至30個，提升能力；對主要車場出入交通組織進行優化，提高車輛進出效率；對主要送客車流，設置綠波交通，保障送客時效。
圖15 優化措施匯總圖
經過優化前后對比測試，優化效果顯著。初期2025年，惠州北站送客車流平均運行速度35km/h，相比之前提高52%；平均延誤18.5s，相比之前減少了41%。遠期2050年，惠州北站送客車流平均運行速度31km/h，相比之前提高41%；平均延誤31s，相比之前減少了39%。白石路兩個主要交叉口服務水平由D、E均提升至C級。
圖16 優化后延誤對比
圖17 優化前后數據對比
5.展望
通過VISSIM對惠州北站交通組織方案進行仿真，并進行交通組織優化，通過優化前后評價數據的橫向對比，驗證了改進方案的有效性。使VISSIM在高鐵站交通設計與仿真中發揮了不可替代的作用。
注：此模型僅僅對惠州北站接駁組織進行交通仿真，站在學術和交通的角度驗證了VISSIM在高鐵接駁客流仿真中的應用。文中出現的方案不代表最終方案，不可用于他用?；葜荼闭緢稣驹O施布局規劃等信息一切以官方正式文件為準！