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交通规划软件Cube的基本操作一、实验目的与要求通过对目前国内常用的交通规划软件功能的分析，巩固所学的交通规划学等相关理论学习的基础；掌握有关交通规划方法；培养专业态度、锻炼工作能力，并对交通规划设计技能进行初步培养。在初步掌握Cube软件操作界面的基础上，了解各控件的基本功能，并熟悉软件的工作原理和方式；掌握运用Cube软件进行交通规划方案设计的方法。二、各类交通规划软件功能的对比分析1）美国TransCAD宏观交通规划软件TransCAD由Caliper公司开发，具有如下特点：强大的GIS引擎，适用于交通的特殊扩展功能；专为交通应用而设计的分析、制图、寻址和数据可视化工具；最先进的交通需求预测，公共交通、物流、路径选择、选址及销售区域管理的各种应用程序；在各类交通数据和交通工具方面都有其应用，是建立交通信息和决策支持系统的理想工具；代表最先进的交通GIS技术，可用来制作地图，建立和维护地理数据库，或进行各种不同方式的空间分析。2）德国VISUM宏观交通规划软件VISUM是由德国PTV公司开发的宏观交通规划软件。它是一套适用于交通规划、交通需求建模以及网络数据管理的高灵活度综合软件。VISUM主要用于区域规划或全国范围的规划，同时为交通工程师和交通规划师提供了具有强大分析能力和数据管理的工具。3）美国Cube宏观交通规划软件Cube由Citilabs公司开发，其主要特点为：综合性强，几乎涵盖了全部的交通模型模拟领域，如客流预测、物流预测、多运具微观模拟、矩阵运算、动态模拟等；充分利用了ArcGIS软件，使得地理信息系统功能与交通模拟软件有机地结合起来；兼容性强，某些常用的模型软件，如viper、TP+、TRIPS、TRANSPLAN等可以在Cube平台上直接应用；具有流程图式模拟过程和动态显示模拟结果，可以直观简便的实现四阶段法中循环迭代过程。三、Cube功能介绍Cube是一个集GIS与交通模型功能于一体的交通规划模型，其主要功能及特色如下：1）灵活性为交通运输建模配备了自己易于理解的脚本语言。不必使用很难的编程语言就可以创建定制模型。通过简单的点击菜单访问很多脚本模板，方便使用和学习。可在Cube中移动定制脚本并添加为点击函数以供使用。2）采用流程图，易于模型开发以其用于设计和构建交通模型的流程图环境而著称。通过下拉菜单方式访问程序模块。在应用程序界面直接绘制流程图通过拖放操作链接数据输入输出。图1.1西安城市交通模型图1.2Cube模型嵌套结构3）方便的构建多场景方案测试可以方便地创建、测试、管理和分析场景方案。菜单提示用户数据输入和参数测试。集成的报告和图表生成器可帮助用户进行结果分析。图1.3Cube多方案测试4）基于ESRI的交通GIS集成了真正的交通GIS的建模系统，内置了ESRI公司的市场领先的GIS技术。直接存储数据为ERSI的GEO数据库格式。不需要再GIS部门和建模部门之间进行繁琐的数据格式转换。用于交通路网编辑的ArcGIS拓展模块Sugar，可以帮助用户在ARCGIS环境下方便的编辑路网、公交线路、交叉口等数据。5）先进的建模方法客流预测交叉口流量分配多路径公交客流分配；多种收费建模；可建立拥挤模型；采用各种时刻表需求建模物流模型商品流通建模评估城市服务性交通流量土地利用模型经济平衡预测先进的竞标-出租理论中观仿真模拟采用与宏观交通量分配相同的路网和矩阵进行中观仿真模拟微观仿真模拟分层方法与Cube无缝连接矩阵估算四、Cube窗口介绍启动Cube软件后，先后弹出如图1.4所示启动窗口图1.4启动窗口Cube系统界面包含数据编辑、制图、报表、模型开发及场景制定与管理等综合用户界面，如图1.5所示。图1.5Cube系统界面1．场景管理器定义可选方案，指定参数，并可以快速访问输入输出数据。2．应用程序管理器处理流程图，添加各级模块，进行逻辑控制（循环反馈）。3．GIS/NET窗口提供无限制的图层，符号，交叉口编辑和分析功能，以及路网的编辑分析和绘制，连4．Cube程序菜单能简单方便地访问通用程序和常用工具。⑴“开始”菜单“开始”菜单主要为一些常用的绘制和标注路网操作指令，如“标注路段”、“标注节点”、“标注公交”等，如图1.6所示。图1.6“开始”菜单⑵“场景”菜单“场景”菜单主要是选择运行场景和生成报告的操作指令。如“场景”、“报告”。图1.7“场景”菜单⑶“节点”菜单“节点”菜单主要是对路网节点一些操作指令，如“节点数据”、“节点属性”、“节点标记”以及“节点工具”。图1.8“节点”菜单⑷“路段”菜单“路段”菜单包括对路网路段数据和属性的一些操作指令，如“路段数据”、“路段属性”、“路段标记”、“路段工具”。图1.9“路段”菜单⑸“公交”菜单“公交”菜单主要为查看公交数据和评价公交影响的一些操作指令，如“查看公交”、“公交工具”。图1.9“公交”菜单⑹“交叉口”菜单“交叉口”菜单为编辑交叉口的一些指令，如“交叉口文件”、“编辑交叉口”、“交叉口数据”、“交叉口设置”。图1.10“交叉口”菜单⑺“GIS工具”菜单“GIS工具”菜单主要是一些地理信息数据的操作指令。如“合并”、“真实形状”、“Shape数据”等。图1.11“GIS工具”菜单⑻“绘图层”菜单主要为一些图形截取工具，如“编辑多边形”、“多边形工具”、“绘图对象”。⑼“分析”菜单“分析”菜单主要为一些结果分析工具指令，如“路径”、“带宽”、“分析”、“动画”。图1.12“分析”菜单五、Cube基本操作Cube基本操作包括新建文件，保存文件以及打开不同格式的文件。1.新建文件执行“文件新建”命令，通过选择不同类型的文件格式新建文件。可以新建文件的类型包括：模型目录（*.cat）、应用模型（*.app）、地理数据库（*.gdb、*.mdb）、路网文件（*.net、*.vpr）、GIS地图（*.mxd）、dBase（*.dbf）、脚本/文本/打印输出（*.s、*.txt、*.prn）、报告（*.rpt）。图1.13新建文件2.保存文件与使用Windows的应用程序一样，及时保存文件非常重要，当在Cube中同时打开地图文件时，而希望下次接着在上一次的基础上继续操作，可以保存视觉空间文件，这样在下次打开时，会显示上次操作结束时的地图形式。3.打开文件Cube支持多种文件格式，执行“文件打开”命令，可以将很多类型的文件导入到Cube中，如图5-2所示。Cube可打开的常用文件格式包括：ArcGIS格式文件、Shape格式文件等。图5-2六、Cube数据格式Cube中常用的数据格式包括：矩阵表、dBase表。dBase表以dbf格式的文件存储。如图1.14所示。图1.14dBase表矩阵表主要存储O-D出行信息表，它以“*.mat”的格式存储，如图5-4所示。图1.15矩阵表七、应用程序的创建、编辑与运行本节开始正式进入关于Cube操作的学习，主要介绍Cube应用程序的创建、输入输出文件的创建和编辑、程序运行和错误检查。本节是Cube建模的基础，只有牢固掌握本章的内容以后才能熟练地完成后续的工作。本节中，你将学习以下内容：创建应用程序应用程序简介新建、删除应用程序输入输出文件编辑应用程序运行应用程序及错误检查1创建应用程序Cube中创建应用程序首先要新建Application，在Application中可以调用多种关于四阶段法建模的应用程序，包括“Generation”、“Distribution”、“Matrix”、“Highway”、“Network”等应用程序。①新建Application执行“新建应用模型”弹出应用信息模型对话框，在该框中输入应用模型的信息，包括应用模型群组名称、群组代码、群组类型、应用模型描述等，用户根据实际情况填写相应信息，信息的填写如图1.16所示。图1.16应用模型信息信息填写好完毕点击确认，保存文件后Application建立完成。②调用应用程序Application建立完成后，Cube菜单栏出现，在“开始”中出现“Voyager”菜单，里面包括了所有本次实验需要的应用程序。选择其中的任一应用程序就完成了该程序的调用。比如调用“Highway”程序，点击“Highway”后，该程序模块出现在菜单栏下的空白窗口中同时出现程序模板选择窗口，Cube提供了丰富的程序模板，读者根据需要选择对应的模板,，如图1.17所示。图1.17调用Highway应用程序2应用程序框简介应用模型程序框由三部分构成：输入文件部分（程序框左边）、输出文件部分（程序框右边）、运行指令（程序框中间），如图1.18所示。图1.18应用模型程序框3编辑应用程序Cube所有的计算操作都在应用程序中进行，熟悉应用程序一些常用的操作很重要。应用程序常用的编辑操作包括：新建、删除输入输出文件，设置标题，隐藏未输入文件框，文件公开化，链接文件，脚本编辑。①新建输入输出文件调用出应用程序后，鼠标右击需要建立新文件的文件框，选择“NewFile…”弹出对话框，命名并保存文件，完成文件建立。下图表示已建立名为“矩阵”的矩阵输入文件。图1.19新建输入输出文件②删除输入输出文件如果需要删除已经建立好的文件，鼠标右击需要删除文件的文件框，选择“ClearFileName”，弹出是否同时需要永久删除该文件的对话框，用户可以根据需要自己选择，这样就删除了该文件框中的文件。③设置标题设置标题的作用是对应用模型程序进行说明，方便后续开发人员操作模型。操作：鼠标右击运行指令“HIGHWAY”，选择“SetTitle”（设置标题）。应用程序左上角将会出现文本编辑框，在框中输入应用模型程序的说明，如下图所示。图1.20设置标题④隐藏未定义文件框一个应用程序有多个输入和输出文件框，为了使程序模块简洁明了，可以隐藏未定义的文件框。操作：鼠标右击运行指令“HIGHWAY”，选择“HideunusedfilesforProgram”（隐藏未定义的文件框），未定义的文件框将会被隐藏起来。显示未输入文件框的操作反之。⑤文件公开化Cube的一大特点是可以使用嵌套结构，父群组要调用子群组的文件就需要将子群组的文件向上一级公开。操作：鼠标右击需要公开化文件的文件框，选择“MakeFilePublic”（文件公开），那么该文件被公开，可以在上一级群组使用该文件。⑥加载本地文件将本地文件加载到应用程序的文件输入框中。右击文件框，执行“LinkTo…LinkToFile…”，弹出对话框，选择本地文件加载。⑦链接文件将其他应用程序的输出文件链接到应用程序作为输入文件。操作：拖动输出文件的文件框，出现一条连线，将此线连接到输入文件的文件框，文件链接完成后，如图7-6所示。将“Matrix”应用程序的输出矩阵文件链接到“Highway”应用程序作为输入文件。图1.21文件链接⑧脚本编辑脚本是执行应用程序运行的一系列指令。应用程序模块的输入输出文件建立完成以后，需要在脚本中编辑输入文件的运算规则，运算的结果存储在输出文件中。Cube配备了易于理解的脚本语言。常用的脚本语句有：⑴输出文件格式定义。表1.1常用输出格式的定义输出文件定义方法说明出行产生PA输出文件FILEOPAO[1]=C……\zonalpa.dbf,FORM=6.0,LIST=zP[1]A[1]DBF=t,NAMES=TAZ,PRODUCTION,ATTRACTION1.PAO[1]=”……”表示输出文件存放的路径2.在输出路径后面添加逗号（英文格式）表示继续编写脚本，定义输出文件格式3.FROM=6.0表示输出字符长度为6，小数位数为04.LIST=zP[1]A[1]表示输出数据在脚本文件中的变量名，即小区编号、出行产生量、出行吸引量5.DBF=t表示文件的格式为*.dbf格式6.NAMES=TAZ,PRODUCTION,ATTRACTION定义表格中输出变量的名字。矩阵文件FILEOMATO[1]=C:\……\矩阵.MAT,MO=1-3NAME=auto,pt,to