交通仿真技术

2010年7月19日道路交通系统仿真技术河北理工大学交通与测绘学院提纲1.交通仿真概述2.交通仿真发展现状3.交通仿真基本原理4.交通仿真软件介绍5.我国混合交通特性仿真1.交通仿真概述道路交通系统仿真是以相似原理、信息技术、系统工程和交通工程领域的基本理论和专业技术为基础，以计算机为主要工具，利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态，采用数字方式或图形方式来描述动态交通系统，以便更好地把握和控制该系统的一门实用技术。1.1交通仿真技术的主要用途交通系统是一个由人、车、路、环境组成的复杂系统。研究交通问题的一般方法有三种：1.经验实测法：需要大量调查数据，结论可移植性差2.理论分析法：通常需要假设条件，实际应用性差3.计算机仿真方法：具有上述两者优点。交通仿真主要应用领域1.交通工程理论研究2.道路几何设计方案评价分析3.交通管理系统设计方案评价分析4.道路交通安全分析5.交通新技术和新设想的测试6.智能交通系统中的应用1.2道路交通系统仿真主要研究内容公路系统交通仿真城市道路网交通仿真行人和非机动车交通仿真交通环境仿真交通安全仿真面向ITS的道路交通系统仿真阶段一：研制和开发适应常规交通系统方案评价需求的仿真系统；阶段二：研制和开发适应ITS方案评价需求的仿真系统。2.交通仿真发展现状国外道路交通系统仿真研究经历了三个发展阶段：1.20世纪50～60年代：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，仿真结果的表现也不够理想；2.70～80年代：NETSIMU模型建立，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、行人冲突等，以及交通管理措施如：固定信号控制、感应信号控制、主次优先控制、车道关闭等均可进行仿真。3.80年代以来：仿真模型的标准化、良好的用户界面、ITS系统下的交通仿真。国内研究现状起步晚，20世纪90年代以后才意识到交通仿真的重要性并加以研究。同济大学、东南大学、北京工业大学、哈尔滨工业大学、交通部公路科学研究所等单位在交通仿真方面的研究取得了一定的研究成果。成果主要集中在：双车道公路通行能力仿真、高速公路基本路段仿真、高速公路入口匝道范围交通仿真、优先控制型交叉口仿真、动态交通仿真、交通诱导仿真等等。目前，国内尚未形成真正意义上的商品化的交通仿真软件。道路交通仿真发展趋势1.应用规模和范围的扩大2.新的仿真方法的涌现3.计算能力的增强4.编程方法的改进5.表现手法的丰富6.开放的系统仿真环境的建立7.模糊理论的应用8.控制系统仿真的需求9.虚拟现实技术的应用10.面向ITS的仿真系统开发3.交通仿真基本原理根据仿真模型对交通系统描述细节程度的不同，道路交通系统仿真可分为：1.宏观仿真2.中观仿真3.微观仿真宏观交通仿真模型宏观交通仿真模型中，交通流被视为连续流，个体车辆不单独标识。宏观交通仿真对于计算机的要求较低，他的仿真速度很快，用于研究基础设施的建设、扩建及宏观管理措施等。宏观交通仿真模型的重要参数是速度、密度和流量。中观交通仿真模型中观交通仿真是在宏观交通网络基础上，将个体车辆或分组车辆放入宏观交通流中进行分析，用于拟定、评价交通控制和干预措施。中观交通仿真对交通系统要素的描述往往以若干车辆构成的队列为研究单元。微观交通仿真模型微观交通仿真将每个车辆作为一个研究对象，对所有车辆进行标识和定位。一般而言，微观交通仿真对计算机性能要求较高，仿真速度慢，用于研究交通流与局部的道路设施的相互影响，也用于交通控制仿真。4.交通仿真软件介绍1.宏观交通仿真软件2.中观交通仿真软件3.微观交通系统仿真软件4.其他交通系统仿真软件4.1宏观交通仿真软件编号软件名称开发者适用1AUTOS乔治亚工学研究院，美国快速路2CORFLO联邦公路局，美国综合3METANET/METACOR慕尼黑工业学院，德国快速路4NETFLO1/NETFLO2联邦公路局，美国信号5PASSER-Ⅱ/PASSER-Ⅳ得克萨斯交通运输学院，美国信号6TRANSYT-7F联邦公路局，美国信号7TRANSYT/10明尼苏达职业协会，美国信号8TEXAS得克萨斯大学，美国信号9TRIPSMAV公司，英国交通规划10TransCADCaliper公司，美国交通规划11EMME/2INRO咨询公司，加拿大交通规划12SATURN利兹大学交通学院，英国路网4.2中观交通仿真软件编号软件名称开发者适用1DYNAMIT马萨诸塞工业大学，美国综合2DYNEMOInnovativeConcepts，美国综合3DYNASMART得克萨斯大学奥斯丁分校，美国综合4.3微观交通系统仿真软件编号软件名称开发者适用1TRANSYT英国道路交通研究所信号控制2PARAMICSQuadstoneLimited公司信号控制、路径诱导3GETRAM/ATMSUM2西班牙TSS公司信号控制、VMS诱导4INTEGRATIONM.VanAerde教授驾驶员行为、事故模拟5CORSIM美国联邦公路局控制决策6VISSIM德国PTV公司信号控制4.4其他交通系统仿真软件编号软件名称开发者适用1MITSIMMIT杨齐博士动态交通控制、事故管理、实时路径诱导等2DYNAMITMIT的MosheBenAkiva教授实时动态交通分配（准微观模型）3DYNASMART得克萨斯大学交通研究中心ITS仿真4TRANSIMS洛斯阿拉莫斯国家实验室交通规划5HUTSIM芬兰Helsinki技术大学信号控制6FLEXYT-Ⅱ荷兰预测交通控制策略的影响7MELROSE日本Mitsubishi公司ITS规划评价8THOREAU美国MitretekITS中的ATIS和ATMS效益评价5.我国混合交通特性仿真我国道路交通是典型的混合交通。机动车、非机动车和行人相互干扰严重，加之自行车及行人违章现象，造成我国混合交通流特性研究的困难。目前在混合交通流特性方面的研究仍属交通工程领域的热点问题，研究成果较少。尚未形成商业化的混合交通仿真软件。Thankyou