城市交通流仿真浅谈
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微观交通仿真综述微观交通仿真是指通过模拟和模拟交通系统的动态过程来研究交通流的行为和效果的一种方法。
它通过建立一个具有各种交通组织和技术特征的交通网络模型,以及交通参与者的行为模型,来模拟和分析交通流的运行机理和效果。
微观交通仿真已经成为交通研究中重要的工具之一,被广泛应用于交通规划、交通管理、交通设施与交通系统设计、交通政策分析等方面。
微观交通仿真模型的建立一般包括交通网络模型和交通参与者行为模型两个方面。
交通网络模型通常是基于实际交通网络的地理数据构建的,包括道路网络、交叉口、停车场等各种交通设施。
交通参与者行为模型则是描述交通参与者行为的规则和决策过程,包括车辆的加速、减速、换道等行为,以及交通信号灯的控制策略等。
在微观交通仿真中,交通流的模拟和分析是非常重要的工作。
交通流的模拟通常是基于车辆的运动模型和交通参与者行为模型,以时间步进的方式推进车辆的运动状态。
而交通流的分析则涉及到对交通流参数的计算和评估,例如交通流量、速度、密度等。
通过对交通流模拟和分析,可以获得交通系统的运行状况、效率、可靠性等信息,为交通规划和管理提供决策支持。
微观交通仿真还可以用于研究交通政策和控制策略的效果。
可以通过模拟不同的信号灯控制策略来评估其对交通流的影响,从而优化交通信号控制方案;也可以通过模拟不同的交通政策,如交通限制措施、交通费用调整等,来评估其对交通流的影响,从而制定更有效的交通管理政策。
目前,微观交通仿真已经在国内外交通研究和交通规划实践中得到广泛应用。
国内外的许多城市已经建立了自己的微观交通仿真平台,用于交通规划、交通系统设计和交通政策分析。
美国的VISSIM、AUTOSEK、Aimsun等软件,以及国内的VAPAS、SUMO、沈阳交通仿真系统等软件都是比较典型的微观交通仿真工具。
尽管微观交通仿真在交通研究和决策中有着广泛的应用,但也还存在一些挑战和问题。
交通仿真模型的建立需要大量的数据和参数,对数据的获取和处理提出了要求;交通仿真模型的运算量较大,需要高性能计算设备的支持;交通仿真模型的精度和准确性也是一个关键问题,需要通过对模型的不断修正和验证来提高。
第1篇一、实验背景随着我国城市化进程的加快,城市交通问题日益突出。
为了解决城市交通拥堵、提高交通效率,交通仿真建模技术应运而生。
交通仿真建模是一种模拟真实交通系统的工具,通过对交通流量的预测、交通设施的优化等,为城市交通规划、设计和管理提供科学依据。
本实验旨在通过使用VISSIM软件进行交通仿真建模,掌握交通仿真建模的基本方法,提高解决实际交通问题的能力。
二、实验目的1. 熟悉VISSIM软件的基本操作,包括界面布局、参数设置等。
2. 掌握交通仿真建模的基本步骤,包括模型构建、参数设置、仿真运行、结果分析等。
3. 通过实际案例,了解交通仿真建模在解决城市交通问题中的应用。
三、实验原理VISSIM(Versatile Interactive Simulation Environment)是一款广泛应用于交通仿真领域的软件,具有以下特点:1. 基于微观交通仿真模型,能够模拟真实交通系统的运行状态。
2. 提供丰富的交通设施和交通行为模型,满足不同场景的仿真需求。
3. 支持多种交通参数设置和仿真运行方式,方便用户进行实验和分析。
本实验采用VISSIM软件进行交通仿真建模,主要包括以下步骤:1. 模型构建:根据实际交通场景,绘制道路、信号灯、公交站点等交通设施,并设置相关参数。
2. 参数设置:根据实际情况,设置交通流量、速度、密度等参数,以及交通行为模型参数。
3. 仿真运行:启动仿真,观察交通系统运行状态,记录相关数据。
4. 结果分析:分析仿真结果,评估交通系统性能,并提出优化建议。
四、实验内容本实验以某城市交叉口为例,进行交通仿真建模。
1. 模型构建:(1)绘制道路:根据交叉口实际情况,绘制道路、信号灯、公交站点等交通设施。
(2)设置道路属性:设置道路长度、车道数、宽度等参数。
(3)设置信号灯:设置信号灯配时方案,包括绿灯时间、黄灯时间、红灯时间等。
(4)设置公交站点:设置公交站点位置、停靠时间等参数。
数学模型在城市交通仿真中的应用一、介绍数学模型是对真实情况进行抽象和简化的过程,使用数学方法进行描述和分析,以便得出一些有关现象或者行为的结论。
在城市交通中,由于城市人口数量的增加和汽车的普及,交通拥堵、城市道路运输管理以及其他相关问题,已经成为了一个非常严重的挑战。
数学建模是解决这些问题的关键工具之一。
本文旨在对数学模型在城市交通仿真中的应用进行分析。
二、模型介绍2.1 用于城市交通仿真的数学模型城市交通中的数学模型可以分为不同的类别,根据应用和关注的内容类型不同,分为离散事件模拟(DES)模型和连续模型。
离散事件模拟模型是基于离散事件的仿真方法,主要用于建模道路系统的各个部分和交通产品,例如车辆、行人、信号灯等。
连续模型主要关注交通流系统的大规模动态过程,如车辆运动、堵塞的发生和解除、道路网络的拥堵和疏散,等等。
交通仿真通常是将这两种模型结合起来使用,以便得出更为准确的结论。
2.2 建模方法数学模型在城市交通仿真中使用,主要分为两种建模方法。
一种是微观建模,另一种是宏观建模。
微观建模是通过仿真系统模拟道路上的行人与车辆间的相互作用来构建模型。
这种方法需要建立逐秒或逐米的保真度非常高的建模系统,但可以精确地模拟道路和交通系统的完整性和动态性。
宏观建模则是相反的建模方法,通过少量及少量所需的数据,对道路运输网络进行统计和过滤。
与方法一样,宏观建模可以有效用于预测交通拥堵和路段拥挤情况,但是无法准确的模拟交通流的细节。
三、应用数学模型在城市交通仿真中的应用主要有以下几点:3.1 交通规划交通规划是城市交通发展过程中最重要的一环,也是数学模型在城市交通仿真中的应用的最大领域。
交通规划通过数学模型对城市交通状况进行预测和分析,据此,对道路进行规划和施工,促进了交通的流动性和大众出行的便利化。
3.2 路网维护数学模型在路网维护中的应用,主要是通过建模网络并用模型对路况进行预测并对出现的问题进行预警。
这些问题包括道路震荡、不规则行驶以及道路拥堵等等。
微观交通仿真综述微观交通仿真技术是一种通过模拟现实交通环境中的车辆、行人和其他交通参与者的行为来研究交通流动性和安全性的工具。
随着城市化进程加快和交通拥堵问题日益突出,微观交通仿真技术在交通规划、交通管理和交通安全等领域中得到了广泛的应用。
本文旨在对微观交通仿真的研究现状、方法和应用进行综述,以期为相关人员提供参考。
一、微观交通仿真的研究现状微观交通仿真是基于个体行为的交通仿真技术,其研究内容主要包括车辆、行人和道路设施等交通参与者之间的交互作用。
目前,微观交通仿真的研究主要集中在以下几个方面:1. 交通流模型交通流模型是微观交通仿真的核心内容之一,它主要研究交通参与者在道路网络中的运动和交互行为。
目前,常用的交通流模型包括微观的基于个体行为的模型和宏观的基于流体动力学的模型。
其中微观的交通流模型可以更好地模拟出交通参与者之间的细微行为,对于交通流动性和安全性的研究有重要的意义。
2. 交通行为建模交通行为建模是微观交通仿真的另一个重要方面,它主要研究交通参与者的行为规律和决策过程。
在交通行为建模中,研究者通常借助于心理学和行为经济学的理论,对驾驶员和行人的决策过程进行建模,以期能够更准确地描述他们在交通环境中的行为。
3. 仿真平台和工具为了进行微观交通仿真,研究者通常会借助于一些仿真平台和工具,比如SUMO、VISSIM和MATSIM等。
这些仿真平台和工具通常都提供了丰富的模型和接口,能够帮助研究者更方便地进行交通仿真实验。
微观交通仿真的研究主要集中在交通流模型、交通行为建模和仿真平台和工具等方面,研究者通过对这些方面的研究,不断提高微观交通仿真技术的建模精度和仿真效果,为交通规划、交通管理和交通安全等领域提供了有力的支撑。
微观交通仿真的方法主要包括建模方法和仿真实验方法两个方面。
2. 仿真实验方法微观交通仿真的仿真实验方法通常包括计算机仿真和实际仿真两种。
在计算机仿真中,研究者通常会利用仿真平台和工具进行仿真实验,通过改变模型的参数和初始条件,来观察交通流的演化过程;而在实际仿真中,研究者通常会借助于视频监控和车载设备等技术,对真实的交通环境进行观测和记录,以期验证建立的交通流模型和交通行为模型。
交通仿真系统的建立与应用随着城市化水平的不断提高,交通拥堵成为城市发展中的重要问题。
为了解决城市交通问题,交通仿真系统应运而生,成为现代城市交通规划和管理的重要工具。
本文将介绍交通仿真系统的建立与应用。
一、交通仿真系统的概念和意义交通仿真系统是一种基于计算机技术的软件系统,用于模拟交通流在不同条件下的运行情况。
其主要功能是模拟分析路段、交叉口、道路网络等交通环节的交通流量、速度、密度、延误等指标,为交通规划、设计、管理与评价提供科学依据。
交通仿真系统的应用意义主要体现在以下几个方面:1. 优化道路设计:通过交通仿真系统对道路设计方案进行模拟,可预测不同方案下的交通流量和效果,为道路设计的优化提供决策依据。
2. 改善交通流量:交通仿真系统可在不影响实际交通情况的前提下调节交通流量,从而达到改善交通拥堵的目的。
3. 优化交通信号控制:对于城市交通信号控制系统的优化,交通仿真系统可以进行仿真模拟,提供更科学的设备方案。
4. 提高安全性:通过交通仿真系统对城市交通系统逐步进行仿真模拟,可以更加科学地进行安全评估,提前预测出可能出现的交通事故,从而提高城市交通系统的安全性。
二、交通仿真系统的建立1. 数据收集和处理:建立交通仿真系统的第一步是收集和处理相关数据。
主要包括道路信息、车辆流量、人口、气象等。
2. 建立地理信息系统:地理信息系统是交通仿真系统的核心。
通过GIS,构建道路、路段、交叉口、车流量等数据的空间关系模型,可以方便地进行仿真分析。
3. 选择仿真模型:选择与需要满足的问题相符合的交通仿真模型。
目前主要有微观模型和宏观模型两种,根据不同的应用场景,选择合适的模型。
4. 设计仿真实验:设计仿真实验来验证交通仿真系统的准确性。
在实验前需要清晰制定场景、目标和方法。
5. 仿真分析和优化:通过仿真分析找出可能存在的问题点,并进行优化。
三、交通仿真系统的应用1. 道路网络规划:通过交通仿真系统,对道路网络进行模拟,成为道路规划的重要工具,可以更加科学地确定一些政策决策。
微观交通仿真综述随着城市化进程的加快和人口的不断增长,交通拥堵问题日益突出。
为了提高交通系统的效率和减少交通事故的发生,研究者们开始借助计算机仿真技术来模拟和优化交通系统。
微观交通仿真是一种基于个体行为的交通仿真方法,以模拟道路中的车辆和行人的行为和运动,通过对交通系统的建模和仿真,分析交通流动的规律,并提出改进策略。
微观交通仿真的过程主要包括以下几个步骤:建模、仿真、评估和优化。
首先,通过收集和分析实际交通数据,构建交通系统的数学模型,包括道路网络、车辆和行人的行为模型等。
然后,利用计算机来模拟这些模型,通过仿真运算得到交通流动的结果。
接着,根据仿真结果,评估交通系统的性能指标,如拥堵程度、平均速度等。
最后,根据评估结果,对交通系统进行优化,提出改进策略,如调整信号灯时序、增设交通设施等。
微观交通仿真方法有很多种,常用的有Agent-Based Modeling(ABM)、Cellular Automata(CA)和Microscopic Traffic Simulation(MTS)等。
ABM方法以个体行为为基础,建立代理人模型来描述车辆和行人的行为,以及他们之间的相互作用。
CA方法通过离散空间上的状态转移规则来模拟交通流动的演化过程。
MTS方法则基于连续的微分方程来描述交通流动的动力学行为。
这些方法各有优劣,在不同的仿真场景下有不同的适用性。
微观交通仿真在交通领域的应用非常广泛。
首先,它可以帮助交通规划师评估和比较不同交通规划方案的效果,从而选择最佳的方案。
其次,它可以帮助交通管理部门检测和解决交通拥堵问题,优化信号灯时序和交通流分配。
此外,微观交通仿真还可以用于交通事故预防和调查,通过模拟车辆和行人的行为,分析事故原因,并提出相应的安全措施。
然而,微观交通仿真也面临一些挑战和限制。
首先,建立准确的数学模型需要大量的实时交通数据和个体行为数据,而且对于复杂的交通系统来说,建模工作非常复杂和困难。
元胞自动机模型在城市交通流模拟中的应用第一章:引言随着城市化的不断加速,城市交通流成为了城市运行中至关重要的组成部分。
如何高效地管理和规划城市交通,成为了城市发展的重要课题。
而元胞自动机模型作为一种重要的仿真工具被广泛应用于城市交通流模拟中,能够模拟城市交通的复杂流动。
本文将讨论元胞自动机模型在城市交通流模拟中的应用并分析其优势和不足。
第二章:元胞自动机模型元胞自动机是由冯·诺依曼在1950年代中期提出的,是一种抽象的离散动力学系统,由一些简单的局部规则来描述整个系统的行为。
元胞是一个计算单元,可能处于一些离散的状态之一。
当局部规则被应用于元胞的状态时,整个系统就会发生变化。
元胞自动机可用于模拟复杂的自然或社会现象,如交通流。
第三章:城市交通流模拟城市交通模拟是一种仿真技术,可以模拟城市道路网络流量以及各个交通参与者之间的相互作用。
现代城市交通模拟通常基于计算机建模技术,能够精确地描述城市交通中的各个要素,如车辆、行人等,并计算其在时空上的分布与运动。
通过交通模拟,可以优化交通系统,提高交通效率。
第四章:元胞自动机模型在城市交通流模拟中的应用元胞自动机模型是城市交通模拟中的一种重要的建模技术。
它通过将城市交通网络离散化,将交通系统划分为单个空间单元,从而模拟道路上的交通流量和交通参与者之间的相互作用。
元胞自动机模型能够精确地描述道路上的交通情况,模拟车辆的行驶路径和速度,并考虑车辆之间的相互作用。
同时,元胞自动机模型还可以模拟行人、自行车等不同类型的交通参与者,在交通规划方面具有很大的价值。
第五章:元胞自动机模型的优势与其他建模技术相比,元胞自动机模型具有一些优势。
首先,元胞自动机模型可以模拟非线性关系,能够更好地反映真实的交通场景。
其次,元胞自动机模型可以模拟复杂的交通现象,如拥堵、事故等,可以为交通规划提供较为准确的数据支持。
此外,元胞自动机模型非常适合进行探索性研究和情景分析,可以帮助决策者更好地了解交通系统的运作,并制定更好的交通规划。
浅谈城市交通拥堵问题分析及对策建议当前行路难、乘车难已经成为社会热点之一,交通拥堵不仅为人们造成了时间上的延误,同时还造成了经济上的损失,还为社会造成了资源浪费、环境污染等问题。
基于此,文章主要对交通拥堵问题的原因和对策展开了分析。
标签:城市交通拥堵;问题;对策随着近年来我国机动车保有量的快速增加,城市道路基础设施供应量严重不足,城市交通拥堵问题已经非常突出,并成为制约城市发展的瓶颈和问题。
城市交通拥堵对社会经济发展、交通效率提高以及环境保护等方面都非常不利,严重制约了当今社会的快速发展。
可见交通拥堵问题已经发展成为影响城市可持续发展的重要问题。
1、城市交通拥堵问题出现的原因1.1交通供需矛盾逐渐加剧交通堵塞是交通发展、社会进步的衍生物,城市交通发展到了一定程度,或多或少都会发生交通拥堵现象。
近年来,随着全国汽车保有量的持续增加,交通拥堵现象不仅集中在大城市,中小城市亦成为普遍现象,而当前的安全管理及道路建设规模远远不能满足形势的发展。
例如2014年底,韶关汽车拥有量14.6万辆,年均增长速度14.3%,全市公路通车里程16048km,公路通车里程年均增长率为3.03%,道路交通设施的增长速度难以适用小汽车的迅猛增长需求,这种情况下加大了交通事故的发生几率,同时也成为道路拥堵的重要原因。
1.2城市交通结构不合理城市交通结构不合理主要体现在以下两方面。
一是城市路网结构不合理,主、次、支路搭配不均衡,交通性主干道不成环状或缺乏联系,支路占比偏少,密度不够,难以疏解主干道交通流,在重要交通节点交通拥堵现象严重。
二是城市交通出行结构不合理,公共交通发展滞后,分担比例偏低,公共交通尚未确立其主体地位。
从相关资料中可看出,我国大城市中公共交通出行分担率平均是20%,而中小城市还不到10%,如韶关公交车出行分担比例也为10.1%,和西方发达国家相比还有很大差距。
此外,公共交通场站枢纽规划不合理,区域线路分配不均衡,这种情况下直接造成了公共交通系统结构比例失调、建成总量之后、公交系统未实现充分利用。
城市交通仿真平台的设计与开发随着城市人口的不断增加和交通需求的日益增长,城市交通拥堵成为了一个普遍存在的问题。
为了解决这一问题,设计和开发一款城市交通仿真平台成为一种可能的解决方案。
本文将探讨城市交通仿真平台的设计与开发,以期帮助我们更好地理解这一概念。
首先,城市交通仿真平台的设计目标应当是模拟城市交通系统的运行状态,以便于分析交通流量、优化交通规划,从而提高城市交通效率。
为了实现这一目标,我们需要收集大量的交通数据,如车辆位置、速度、路况等,并将这些数据输入到仿真模型中进行模拟。
仿真模型可以根据收集到的数据来模拟真实世界中的交通情况,并且能够根据不同的交通策略进行优化。
其次,城市交通仿真平台的开发需要注意以下几个方面。
首先是数据收集和预处理。
要设计一个可靠的城市交通仿真平台,我们需要准确地收集大量的交通数据,并将其进行预处理,以便于输入到仿真模型中。
其次是仿真模型的设计与建模。
仿真模型应该包含城市交通系统的各种要素,如道路、车辆、红绿灯等,并能够准确地模拟交通流量和交通规则。
第三是仿真模型的优化算法。
为了优化交通规划,我们需要设计相应的算法来调整交通流量和交通信号,以达到最优效果。
最后是仿真结果的可视化和分析。
仿真平台的结果应该以可视化的方式展示,以帮助决策者更好地理解交通模拟结果,并做出相应的决策。
在城市交通仿真平台的设计与开发过程中,还有一些挑战需要克服。
首先是数据采集的难题。
要建立一个准确可信的仿真模型,我们需要大量的真实数据来验证和校正模型的准确性。
然而,获取大规模的交通数据是一项困难且昂贵的任务。
其次是模型的复杂性。
城市交通系统是一个复杂的网络,包含许多相互关联的元素。
为了准确地模拟这个系统,我们需要设计一个复杂而且高效的仿真模型。
最后是算法的优化。
提高城市交通效率需要设计一系列的优化算法来调节交通流量和交通信号。
这需要研究人员在数学建模和计算机算法方面具有较高的专业知识。
尽管城市交通仿真平台的设计与开发面临诸多挑战,但是它仍然具有巨大的应用潜力。
微观交通仿真综述微观交通仿真是通过模拟个体的行为和决策来研究交通系统的一种方法。
随着城市化和交通问题的加剧,微观交通仿真在交通规划和管理中的作用越来越受到重视。
本文将就微观交通仿真的基本概念、发展历程、研究方法和应用领域进行综述,旨在为读者提供对当前微观交通仿真研究的全面了解。
一、微观交通仿真的基本概念微观交通仿真是指通过对交通系统中个体行为和决策的模拟,来研究交通系统运行规律、交通管理方式和交通设施的规划建设。
微观交通仿真将交通系统视作由各种个体组成的复杂系统,通过模拟个体的行为和交互过程,来理解整个交通系统的运行特征。
在微观交通仿真中,个体可以是车辆、行人、自行车等,每个个体都有自己的行为特征和决策过程。
通过对个体的行为和决策进行建模,可以再现真实道路上的交通情况,深入分析交通系统中的瓶颈问题、拥堵原因和交通流的分布规律,为交通规划和管理提供科学依据。
微观交通仿真起源于20世纪60年代的美国,在随后的几十年里不断得到发展和完善。
最早的微观交通仿真模型是基于计算机模拟的交通流动模型,用以探讨道路交通运行时的车流组成、流量、速度和密度等问题。
21世纪以来,随着智能交通系统的兴起和大数据技术的广泛应用,微观交通仿真进入了智能化和数据化的时代。
通过引入智能交通设备和传感器,可以实时获取交通流动数据,结合微观交通仿真模型,可以对交通系统进行更精准的模拟和预测,为交通管理和优化提供了更加科学的手段。
微观交通仿真的研究方法主要包括交通流动模型、个体行为模型和交通设施模型。
交通流动模型是微观交通仿真的核心,它用来描述交通系统中车辆、行人等个体的运动和交互过程。
最常用的交通流动模型包括微观仿真模型、宏观仿真模型和混合仿真模型,它们分别适用于不同的仿真场景和研究目标。
个体行为模型则用来描述交通参与者的决策过程和行为特征,包括车辆的加速、减速、换道等行为,行人的移动和停留等行为。
个体行为模型可以基于驾驶员的感知能力、决策能力和行为规范,通过Agent-based 模型、强化学习模型、遗传算法等方法来进行建模和仿真。
仿真环境下的交通模拟实验仿真环境下的交通模拟实验随着城市化进程的加速,交通问题越来越成为人们关注的焦点。
为了解决城市交通拥堵、提高交通效率,科学家们利用仿真环境进行交通模拟实验,以找到最优解决方案。
交通模拟实验是利用计算机技术和数学模型,对交通系统进行精确的复现和模拟。
通过构建虚拟的道路网络、车辆流和信号灯等要素,科学家可以对不同交通管理策略进行测试和比较,从而找到最佳的交通控制方案。
在仿真环境下的交通模拟实验中,科学家可以根据不同的需求和研究目的,选择不同的仿真软件和算法。
常用的交通仿真软件包括SUMO、VISSIM和Aimsun等,这些软件可以模拟交通流的运动和交互,实现车辆之间的碰撞检测、道路拥堵的模拟等功能。
在现实道路交通系统的建模过程中,科学家们需要收集大量的数据并进行预处理。
这些数据包括道路网络结构、车辆特征、交通流量分布等。
利用这些数据,科学家们可以构建模型并进行参数校准,以使模拟结果与真实情况尽可能接近。
交通模拟实验的研究内容涉及交通信号优化、路口控制、公交调度等多个方面。
通过对不同策略的模拟实验,科学家们可以评估和比较各种方案的效果,从而指导实际交通系统的改进和优化。
例如,交通信号优化是提高交通效率的关键。
科学家们可以对不同的信号配时方案进行模拟实验,并通过评估交通流量、车辆延误等指标来确定最佳的配时方案。
这些模拟实验不仅可以减少实际交通系统的试错成本,还可以提供科学依据,指导城市交通规划和管理。
此外,交通模拟实验还可以用于研究交通事故的发生机理和预防措施。
通过模拟车辆之间的运动和交互,科学家们可以分析交通事故的影响因素,并设计相应的预防策略,提高交通安全性。
总之,仿真环境下的交通模拟实验为科学家们提供了研究交通问题的有效工具。
通过模拟实验,科学家们可以评估和比较不同策略的效果,为城市交通规划和管理提供科学依据,推动交通系统的优化和提升。
这一研究领域的发展必将为解决城市交通问题带来更多的创新和突破。
《基于VISSIM的实时数据交通仿真技术的应用研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,交通问题日益凸显,如何有效解决交通拥堵、提高交通效率成为了社会关注的焦点。
交通仿真技术作为一种有效的手段,在交通规划、设计和管理中发挥着越来越重要的作用。
VISSIM作为一种先进的交通仿真软件,其基于实时数据的仿真技术为交通研究提供了新的思路和方法。
本文将就基于VISSIM的实时数据交通仿真技术的应用进行研究和分析。
二、VISSIM软件及其在交通仿真中的应用VISSIM是一款功能强大的交通仿真软件,其核心在于通过构建虚拟交通环境,模拟真实交通情况,为交通规划和设计提供依据。
在交通仿真中,VISSIM可以模拟各种交通场景,包括道路、车辆、行人、信号灯等,通过设置不同的参数和规则,模拟出各种交通状况。
此外,VISSIM还支持实时数据导入,可以根据实际交通数据进行仿真,使仿真结果更加接近真实情况。
三、实时数据在VISSIM中的应用实时数据在VISSIM中的应用主要体现在数据导入、模型校正和仿真结果分析等方面。
首先,通过导入实时交通数据,可以更加真实地反映交通状况,使仿真结果更加准确。
其次,利用实时数据对模型进行校正,可以保证模型的有效性。
最后,通过对仿真结果进行分析,可以得出各种交通规划和设计方案的优劣,为实际交通管理和规划提供依据。
四、实时数据交通仿真技术的应用研究基于VISSIM的实时数据交通仿真技术在实际应用中具有广泛的应用前景。
首先,在交通规划和设计中,可以通过仿真技术预测交通状况,为城市规划和道路设计提供依据。
其次,在交通管理中,可以通过实时数据仿真技术对交通流量进行监控和预测,及时发现交通拥堵和事故,采取相应的措施进行疏导和处置。
此外,在智能交通系统中,实时数据交通仿真技术也可以发挥重要作用,通过模拟不同场景下的交通状况,为智能交通系统的设计和优化提供依据。
五、案例分析以某城市为例,该城市存在严重的交通拥堵问题。
城市交通流仿真浅谈 (朱江 20106943) 摘 要: 阐述了系统仿真、计算机仿真和交通仿真的基本概念, 介绍了国外道路交通仿真研究的发展历程和趋势以及国内的研究现状, 分析了道路交通仿真研究的意义, 并提出了研究思路。 关键词: 系统仿真; 计算机仿真; 交通仿真
A Comprehensive Review of Road Traffic Simulation Research Abstract : The concept s of system si mu lat i on, computer simulation and traffic simulation are p resented, and the development process and t rend of road traffic simulation research in other count ries are also in roduced, as well as the existing research status in China . Furthermore, the signif icance of the road traffic si mu lat i on research is analyzed and the conceived research plan is put forward . Key words: system simulation; computer simulation; traffic simulation 交通仿真分析技术具有直观、准确、灵活的特点, 是描述复杂道路交通现象的一个有效手段。目前, 道路交通仿真研究已成为国际上交通工程界的研究热点之一。
1 系统仿真、计算机仿真及交通仿真 1.1 系统仿真 系统仿真, 顾名思义就是模仿真实系统。 仿真界专家和学者对仿真下过不少定义, 其中一个比较通俗的描述性定义是: 仿真是通过对系统模型的实验去研究一个存在的或设计中的系统。长期以来, 人们已经充分认识到利用数学模型去描述所研究系统的优越性, 并且逐渐地发展了系统研究和系统分析理论。但是, 由于数学手段的限制, 人们对复杂事物和复杂系统建立数学模型并进行求解的能力是有限的。在19 世纪末20 世纪初工业技术的迅速发展过程, 由于常规数学模型的缺陷对技术的进步的制约作用日益明显, 系统仿真作为一门技术科学也就应运而生。 1.2 计算机仿真 仿真技术发展之初, 由于相关技术条件的限制,人们多采用实物仿真的手段, 例如通过对不同形状飞机模型的风洞实验分析来改进飞机设计。近年来,随着相关技术的发展, 尤其是计算机软、硬件技术的突破, 仿真技术已经由实物仿真发展到数字仿真。由于数字化主要通过计算机来实现, 因而也称计算机仿真。计算机仿真就是采用计算机对数学模型进行仿真实验。 计算机仿真摆脱了实物模型的传统概念, 借助计算机可以对物理性质截然不同的各种系统进行准确、灵活、可靠的研究, 这就使现代科学实验技术提高到一个新的水平。 仿真技术作为分析和研究系统运动行为、揭示系统动态过程和运行规律的一种重要手段和方法,在发展到现代的计算机仿真阶段以后, 其应用领域已从军用转向民用, 从最初的航空、航天、核技术等高新技术领域发展到社会、 经济领域以及广泛的工程领域。现代计算机仿真技术的优越性在于: (1)可以求解许多复杂而无法用数学手段解析求解的问题; (2)可以预演或再现系统的运动规律或运动过程; (3)可以对无法直接进行实验的系统进行仿真实验研究, 从而节省能源和费用。 1.3 交通仿真 交通仿真是20世纪60年代以来, 随着计算技术的进步而发展起来的采用计算机数字模型来反映复杂交通现象的交通分析方法。交通仿真是计算机仿真技术在交通工程领域的一个重要应用。交通仿真是复现交通流时间空间变化的技术。交通仿真模型的建立以及交通仿真实验系统的开发是交通仿真研究的两个核心内容。 根据交通仿真模型对交通系统描述的细节程度的不同, 交通仿真可分为宏观仿真、 中观仿真和微观仿真。 (1)微观交通仿真模型 其对交通系统的要素及行为的细节描述程度最高。例如, 微观交通仿真模型对交通流的描述是以单个车辆为基本单元的, 车辆在道路上的跟车、超车及车道变换行为等微观行为都能得到较真实的反映。 (2)中观交通仿真模型 其对交通系统的要素及行为的细节描述程度较高。 例如, 中观交通仿真模型对交通流的描述往往以若干辆车构成的队列为单元的, 能够描述队列在路段和节点的流入流出行为, 对车辆的车道变换之类的行为也可以简单的方式近似描述。 (3)宏观交通仿真模型 其对交通系统的要素及行为的细节描述处于一个较低的程度。 例如, 交通流可以通过流密速关系等一些集聚性的宏观模型来描述。像车辆的车道变换之类的细节行为可能根本就不予以描述。
2 国内外交通仿真研究概况 2.1 国外研究概况 国外的交通仿真研究发展阶段基本上经历了20世纪60年代、70年代至80年代以及80年代末90年代初以来的3个较为明显的发展阶段。 2.1.1 20 世纪60 年代 国外交通仿真研究始于20世纪60年代, 其中TRANSYT 交通仿真软件是当时最具代表性的成果。TRAN SYT 模型是由英国的D. L. 罗伯逊于1968 年提出, 以后又经历了8次修改。它是一种宏观仿真模型, 用以确定定时交通信号参数的最优值。这一时期的交通仿真系统主要以优化城市道路的信号设计为应用目的, 模型多采用宏观模型, 模型的灵活性和描述能力较为有限, 仿真结果的表达也不够理想, 这也是由当时的计算机性能所决定的。 2.1.2 20 世纪70~ 80 年代 20世纪70年代至80年代, 由于计算机的迅速发展, 交通仿真模型的精度也迅速提高, 功能也更加多样。这期间的典型代表当属NETSIMU模型。该模型是一个描述单个车辆运动的、时间扫描的网络微观交通仿真模型, 其对城市道路的交通现象的描述精度达到了一个新的高度。大部分常见的交通现象如跟车行驶、变换车道、车流冲突、公交运行、行人冲突、 短车道溢出等, 以及常见的交通控制管理措施如固定信号控制、感应控制、主ö 次优先控制、 车道关闭等均可通过仿真软件进行模拟。评价指标除了常规的延误、速度、行程时间、排队长度等常规指标外还可描述诸如排队溢出、油耗、废气排放等指标。另外, 模型对道路几何条件的描述也更为灵活。NETSIMU模型经过多次的版本升级, 其功能日趋强大, 广泛应用于交通控制与管理系统方案优化、交通设计方案优化以及交通工程相关领域的理论研究方面,至今为止,NETSIMU模型仍是目前应用最为广泛的仿真模型。 2.1.3 20 世纪80 年代末及90 年代初 随着 20 世纪 80 年代末和 90 年代初国外 ITS研究的日益热门, 世界各国都展开了以 ITS 为应用背景的交通仿真软件的研究, 并达到了交通仿真研究前所未有的高潮, 出现了一大批的评价和分析ITS 系统效益的仿真软件系统。下面给出了这批仿真软件的一些基本情况: 典型代表 美国: CORS I M、M ITSIMU、PHAROS、SHIVA、TRANSIMS、THORAU 英国:DEACULA、 PADSIM、 PARAMICS、SIGS I M 德国:AU TOBAHN、M ICROSIM、PLANSIM 2T、SIMNET 法国:N EM IS、S I MDAC、S ITRA B+ 、ANATOLL 日本:M ELROSE、 M ICTSTRAN 它们主要描述的是交通现象和对象 、车辆排队及溢出、 车辆交织、 交通事故、 公交运行、 行人冲突、 停泊车辆、 天气状况、 寻找停车场、 自行车、 摩托车等。 描述的交通控制和管理方式为:固定信号控制、 自适应控制、 匝道汇入控制、 静态路线诱导、 动态路线诱导、 事故处理、 公交车优先控制、 可变标志控制、 收费口、 自动道路系统、 无人驾驶车辆、 停车地诱导等 采用的评价指标为:交通运行效益指标: 速度、 行驶时间、 拥挤情况、 行程时间变化性、 公交运行正常率等 安全性指标: 车头时距、 超车、 车辆冲突次数、 车人冲突等 环境指标: 废气排放量、 路旁污染水平、 噪声水平等 舒适性指标: 乘坐舒适度等 技术性指标: 油耗等 2.2 国内研究现状 与国外相比, 国内在交通仿真方面的研究长期处于一种未受重视的状态, 在国内的专业文献中鲜有报道。20世纪90年代以后, 国内交通工程界逐渐注意到交通仿真研究的重要性, 同济大学、 东南大学、交通部公路科学研究所等一批科研单位开始展开这方面的实质性研究并取得了一定的成果。但总的来说, 目前国内的仿真研究仍较为零散, 往往只局限于单一问题, 如对二车道公路通行能力的仿真研究、高速道路入口匝道范围交通仿真、优先控制T型交叉口交通仿真等等。深圳交通研究中心于近年成立交通仿真研究中心, 并引进了德国V ISS I M 仿真系统。这是国内交通工程专业机构通过引进国外成熟仿真软件并付诸实际应用来加快中国交通仿真应用的一个重要的尝试。
3 道路交通仿真研究的意义 交通分析作为交通工程的一个基础性工具, 广泛应用于交通工程的各个领域。而不同的应用领域对交通分析工具存在不同的需求。制定道路几何设计方案、交通控制管理方案时往往需要有更为细致、准确的交通分析工观规划层次(如路网规划方案评价)中采用的聚集程度较高的交通状态分析工具。与较为成熟的道路CAD 技术相比, 尚缺乏一个基于计算机辅助的能将道路和交通设计有机结合在一起的灵活的实验平台, 这也是造成目前道路几何设计和交通控制与管理“各自为政”的技术方面的原因之一。交通流的流体假设只是在总体上把握了交通流与真实流体之间存在的相似性, 然而, 道路交通流中具以提供更好的决策支持手段。而实际工作中由于缺乏这样的工具不得不照搬在宏车型的多样性与流体的流质之间完全相同的特性是不完全吻合的, 以及交通流实际情况中经常出现的间断性也与流体的连续特性存在差异。因此, 传统的描述交通流状态的数学分析方法在描述系统的总体特性上有其特