实时交通仿真平台建设方案
2018年
目录
一、概况 (1)
二、技术路线与关键技术 (1)
（一）技术路线 (1)
（二）关键技术 (2)
1.交通仿真器选型 (2)
2.基于仿真的交通事件分析 (4)
3.微观仿真和宏观仿真数据交换 (4)
4.多源异构交通数据与交通仿真融合 (4)
三、总体方案 (5)
（一）总体构架 (5)
1.系统功能 (5)
2.系统架构 (7)
（二）数据处理 (9)
1.数据输入 (9)
2.数据处理及结果输出 (10)
3.系统数据处理流程 (11)
4.数据库 (12)
（三）接口 (13)
（四）用户界面 (15)
1.用户菜单 (15)
2.仿真建模界面 (17)
3.仿真界面 (17)
4.统计分析结果输出 (18)
四、应用系统 (19)
（一）交通流数据子系统 (19)
（二）仿真核心子系统 (20)
（三）事件监测子系统 (20)
（四）仿真业务子系统 (21)
（五）GIS处理子系统 (21)
（六）仿真平台管理子系统 (22)
五、小结 (22)
一、概况
道路交通系统仿真作为一种在国际上日益受到重视的新兴技术，能够再现当前的交通运行状态，完成交通组织方案的定量评估分析，进而对交通组织管理、交通事件预警和评估、交通基础设施规划建设、交通政策可行性分析研究提供量化的决策依据。基于区域道路交通运行特点，其交通组织和控制方案的设计和实施必须经过反复的论证，并借助科学的手段或工具对其进行定性和定量的评价，交通组织仿真为此问题提供了良好的解决方案。
仿真平台作为智能交通系统建设规划的一个重要子系统，能够根据交通流检测系统、交通诱导系统和交通信号系统等智能交通系统提供的交通流数据，通过交通仿真技术模拟当前的交通运行状态，完成交通组织方案的定量评估分析，并根据交通数据对交通异常情况进行分析，进而对交通组织管理、交通基础设施规划建设、交通政策可行性分析研究提供量化的决策依据。
二、技术路线与关键技术
（一）技术路线
仿真平台将在充分调查现有的智能交通系统框架结构的基础上，对仿真平台的需求进行详尽的分析和定义；在此基础上进行仿真平台设计和测试方案设计，并确认设计方案是否能够满足用户的需要；在能确保设计满足用户需求的基础上，遵循设计方案进行软件开发，在软件开发过程中及完成以后，开发的模块要按照测试方案进行反复的、严格的测试；系统联调测试通过以后，进入试运行阶段；系统通过验收以后，系统进入维护期。
图 1 关键技术路线
（二） 关键技术
1. 交通仿真器选型
微观仿真模型与交通的拟合程度决定了平台的精度，因此平台建设中仿真模型的选取至关重要。目前国内常用的微观仿真软件包括VISSIM 、TransModeler 、CORSIM 、Paramics 和AIMSUN 等几种。
表 1 微观交通仿真软件对比表
CorSim在交叉口仿真方面比其他模型稍差，但对较大规模路网仿真的效果较好。此外，尽管CorSim是商业软件，但它具有开放源码，为研究人员从底层开发和改进提供了可能；VISSIM、Paramics、AIMSUN无论在交叉口仿真还是在较大规模路网仿真，都具有较高的效率；TransModeler继承了MITSimLab的优势，增加了公交运输等模型，微观仿真能力较高。值得重视的是，TransModeler 将微观、中观和宏观仿真模型无缝集成，并与GIS集成，构成了一个强大的综合交通分析和管理工具。VISSIM对公交车辆的组成及运行特点作了一定的考虑，在交通流组成中考虑了摩托车、自行车及行人等。同时，最新版本的VISSIM模型还开发了基于“动态位势”的行人模块。
2.基于仿真的交通事件分析
一般的微观交通仿真软件并没有提供对交通事件的仿真模拟模型，交通事件的仿真需要对仿真路段进行修改才能进行模拟，如减少一个路段的车道数量模拟路段上的交通事故等，但这样的分析方法并不能准确的模拟交通事件的影响。因此平台需要构建基于仿真的交通事件分析模型。
平台将在仿真器的基础上，在事件路段的车辆模型中，加入基于模糊数学的交通事件行为模型，结合实际的交通行为特征，提高交通事件模拟和方案分析的精度。
3.微观仿真和宏观仿真数据交换
平台运行过程中，微观仿真提供了对交通行为的精确描述，而宏观仿真是在简化的微观仿真模型基础上，对大范围路网的简要描述，因此微观仿真和宏观仿真模型间的数据交换对平台平稳、正常运行非常重要。系统平台将以实时的动态交通流数据为基础，建立微观仿真和宏观仿真间的数据交换接口，实现仿真结果的统一。
平台宏观仿真结果的输出将作为微观仿真模型运行时的交通数据的输入，而微观仿真结果将整合到宏观仿真中，统一以GIS图的形式进行展示，实现微观仿真和宏观仿真间的数据交换。
4.多源异构交通数据与交通仿真融合
平台接入的数据可以有多种形式，如手机原始数据、互联网大数据、RFID电子车牌数据、卡口数据等等。这些实时数据反映了交通运行现状，是交通仿真的输入，但是这些数据具有不同的交通信息类型，交通仿真模型（宏观仿真模型和微观仿真模型）仿真运行时输入的一般都是交通流量，而速度、旅行时间和仿真平台最关切的OD数据。
平台将采用不同的处理技术将这些数据转化为OD数据，将旅行时间作为交通分配费用函数的重要参数之一，实现交通仿真和多源异构实时交通数据的融合。
三、总体方案
仿真平台是一个开放的平台，将仿真系统平台设计划分为仿真核心子系
统、仿真业务子系统、交通预警子系统、交通流数据子系统、GIS数据子系统
和仿真平台管理子系统六个子系统能充分的实现平台的开放性需求。其中仿真
核心子系统、交通预警子系统、交通流数据子系统、GIS数据子系统和仿真平
台管理子系统实现了平台运行的核心模型和与交警支队其它系统的对接，是平
台仿真业务子系统运行的基础，实现了仿真的基本功能及数据的输入；仿真业
务子系统为交警支队交通管理业务在平台上的具体实现，是交通管理者与平台
交互的接口，仿真业务子系统根据不同的业务需求，通过调用仿真核心子系
统、交通流数据子系统、交通预警子系统、GIS数据子系统和仿真平台管理子
系统等系统，实现具体交通业务的仿真优化。
（一）总体构架
1.系统功能
根据系统建设目标规定和系统需求分析，系统需要完成的功能可以划分为
客户端应用、后台服务、数据采集三个方面。
