微观交通仿真发展综述

1交通仿真的研究意义随着社会的发展，影响交通系统的相关因素越来越多，而我们又总是力求寻找最优解决方案，以期解决各种交通问题，然而，在现实交通环境中，某些领域需要大量资金的投入，某些领域还隐含着很多不安全因素，这就使得寻求最优方案的期望变得很渺茫，甚至是不可能现实的。此时，应用计算机技术进行交通仿真就成为了一种很有效的技术手段。交通仿真是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用，它不仅可以复现交通流时空变化的技术、为交通道路设计规划提供技术依据，而且还可以对各种参数进行比较和评价，以及环境影响的评价等。同时，交通仿真系统通过计算机动画手段能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，动画过程中哪个局部位置的交通拥挤比较突出，哪个地方比较畅通，均可以做到一目了然。因此，交通仿真就成了交通工程研究人员测试和优化各种道路交通规划、设计方案、描述复杂道路交通现象的一种直观、方便、灵活、有效的交通分析工具。交通仿真技术作为ITS的一项重要内容，伴随着 ITS 的蓬勃发展，目前已成为国内外交通工程界研究的热点领域之一。9 q% s, P, h Y7 `

2交通仿真研究的核心内容要建立一个能尽可能反映真实状况的仿真系统，必须有一个与之匹配的仿真模型，建立的模型要便于仿真系统逼真地模拟实现路网中的各种实际交通行为，如车辆的跟驰行驶、车道变换、超车行驶、道路交叉口信号灯的控制等各种变化情况；另外，为了使仿真系统达到交通规划、评价的性能，还要求模型的建立要便于仿真系统能够随时反应全局路网的动态特性，以及能记录路网中任一实体当前的各种状态和彼此间的关系，以便于获得各种统计参数。所以，交通仿真模型的建立和交通仿真系统的开发就成了交通仿真研究的两个核心内容。

3交通仿真模型分类根据交通仿真模型对交通系统描述的细节程度不同，可将交通仿真模型划分为宏观、中观(又称准微观)、微观3种。

3.1宏观交通仿真模型宏观交通仿真模型对交通系统的要素、实体、行为及其相互作用的细节描述非常粗糙，例如通过流量密度等关系来描述交通流的一些集聚性的宏观模型，对车道变换之类的细节行为可能根本不予以描述。宏观模型的重要参数是车辆速度、密度和流量。宏观交通仿真模型对计算机资源要求较低，它的仿真速度很快，主要用于研究交通基础设施的新建与扩建及宏观管理措施等。根据目前计算机硬件的发展水平，可以在大规模的路网范围内进行交通宏观仿真。5 M2 {( {5 |, \/ ?3 t( B0 v/ w5 x J" p/ `

3.2中观交通仿真模型相对于宏观模型来说，中观模型对交通系统要素、实体运动和相互作用的细节描述程度要比宏观模型高得多。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，能够描述队列在路段和节点的流入和流出行为，就每辆车而言，车道变换被描述成建立在相关车道的实体基础上的瞬时决策事件，而非细致的车辆间相互作用。& J: k7 `5 x! |5 r$ G

3.3微观交通仿真模型由于微观交通仿真模型既融合了宏观和中观模型的某些方面，又非常细致地描述了交通系统的交通环境及车辆实体等构成要素，因而它对交通系统的要素及行为等的细节描述程度是3种模型中最高的。它是以单个车辆为对象，通过一些相对简单但真实的仿真模型来模拟车辆在不同道路和交通条件下的路网上运行，并以动态图像的形式显示出来，在描述和评价路网交通流状况方面具有传统数学模型所无法比拟的优越性。例如，微观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够非常细致和真实的反映出来。微观模型的重要参数是每辆车的当前速度和位置。

3.3.18 C, L% Z4 \' E' b7 P1 W

微观交通仿真模型的功能交通微观仿真模型模拟的是驾驶员在各种不同情况下的驾驶行为，由于它是以单个车辆为研究对象，所以一般没有复杂的型式和推导过程，而是对驾驶员在实际路网上行驶时在各种道路交通条件下所可能采取的驾驶方式的描述，是由多重判断和规则所组成的。一般而言，微观交通仿真模型至少应具有以下功能：(1)观察功能：仿真模型可根据实际情况中驾驶员的视觉范围观察周围的道路交通情况，在仿真模型视觉范围内的道路交通状况将影响驾驶员的驾驶行为选择，主要包括其他车辆的运行情况、道路几何情况、交通信号灯、交通标志线的功能，以及不为驾驶员视觉所能观察到的但可通过其他途径所

知晓的交通信息情况；(2)判断和分析功能：实际路网中的道路交通情况复杂多变，如何对所观察到的道路交通情况进行分析并作出判断，则是交通仿真模型所必须具备的核心功能；(3)行为功能：将判断和分析的结果付诸实施，通过这一功能来实现路网交通状态的更新

3.3.2微观交通仿真模型的基本组成微观仿真模型基本上由两大部分组成，一部分是路网几何形状的精确描述，包括信号灯、检测器、可变信号标示等交通设施；另一部分是每辆车动态交通行为的精确模拟，这种模拟要考虑驾驶员行为并要根据车型加以区分。

3.3.3微观交通仿真模型的特点微观交通仿真模型的优点：(1)便于模拟分析交叉口中交通流运行情况，特别是各种拓宽和渠化设计方案；(2)对各种信号控制方案提供预先仿真评价工作平台；(3)易于仿真公交专用车道和公交车辆的运行，同时可设计公交线路、发车间距、公共汽车停靠站和公共汽车停站时间；(4)具有与交通环境有关的可变仿真参数和功能；(5)可以作为交通管理系统和道路几何设计方案的评价分析依据；(6)分析道路交通安全性和进行交通工程理论研究；(7)对城市交通污染状况进行评价。" u" i: }" u- x

微观交通仿真模型的不足：(1)对非机动交通流仿真研究有待进一步发展；(2)系统开发功能强大，所以需要专业人士负责。. b5 B B3 U( P' s1 c

3.3.4微观交通仿真模型在 ITS 中的评价应用微观仿真模型可以量化ITS带来的效益，特别是在先进的出行者信息系统（ATIS）和先进的交通管理系统（ATMS）中，这些效益可以通过速度和出行时间等指标来计量。大致来说，微观仿真模型可以仿真的ITS领域有动态交通控制、事故管理方案、实时路径诱导、交叉口自适应信号控制、匝道和干线控制、收费站、车道控制（车道使用标示、ETC、高占有率车道等）等。- n% U8 C7 }% X4 t9 P

4交通仿真的研究状况4.1国外交通仿真的发展目前，国外在交通仿真研究方面已经进行了有效的、比较成熟的工作，并开发了众多的交通仿真软件，其中一些软件已经实现了产品化和商业化。从20世纪60年代开始出现交通仿真以来，综观其整个发展过程，大致经历了60年代，70至80年代，80年代末以来3个较为明显的阶段。8 E, z* g3 L) m/ K

4.1.1 20世纪60年代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，因而宏观交通仿真模型被广泛使用，但模型的灵活性和描述能力都较为有限，加上当时计算机性能较低，所以仿真结果的表达也就不够理想。在这个阶段，最具代表性的当属英国道路与交通研究所（TRRL）的D.L.罗伯逊于1967年开发的道路交通流仿真软件TRANSYT，它主要用于确定定时交通信号参数的最优值；Gerlough在1963年建立的用于道路网络信号配置的TRANS模型；美国联邦公路局（FHWA）1956-1966年研制的SIGOP仿真系统。

3 i; C& `, U# u3 a$ I

4.1.2 20世纪70～80年代这阶段由于计算机的迅速发展，计算机仿真模型的精度也得到了提高，功能也更加多样化了。同时，微观交通仿真模型也得到了较大的发展。这期间的典型代表是美国联邦公路局开发的TRAF-NETSIM模型，该模型是一个描述单个车辆运动、应用时间扫描法的网络微观交通仿真模型，该模型对道路几何条件的描述也很灵活。TRAF-NETSIM模型经过多次版本升级，其功能日趋强大，广泛应用于交通控制和管理系统方案优化、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；1971年，E.B.Lieferman建立了用以描述个别车辆运动的 UTCS-1模型；197 年，日本科学警察研究所开发了MISTRAN 模型，用以研究左右转车辆与横穿道路的步行者之间的相互影响；1976年，英国利兹大学开发了用于平面交叉口交通信号控制的SATURN宏观模型。' T. `; Y. @9 h

4.1.3 20世纪80年代末以后由于早期计算机性能及发展水平限制，当时开发的交通仿真模型主要用在大、中型计算机以及图形工作站上，而且几乎都是采用面向过程的传统的软件开发方法，大多数都是采用Fortran语言或专用的仿真语言为开发工具，仿真模型也很难真正体现复杂的交通现象，系统的通用性、交互性、可维护性、扩展性都较差。随着计算机技术的迅速发展，软件开发技术的进步，20世纪80年代末以来，ITS成为了国外研究的热点，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与开发，从而出现了一大批评价和分析ITS系统效益的仿真软件，如表1所示. p6 R ^" k, p ] r

交通流分配模型综述

华中科技大学研究生课程考试答题本考生菀荣考生学号M201673159 系、年级交通运输工程系、研一类别科学硕士考试科目交通流理论考试日期2017 年 1 月10 日交通流分配模型综述摘要：近些年，交通流分配模型已经广泛应用到了交通运输工程的各个领域，

并且在交通规划中起到了很重要的作用。本文对交通流分配模型研究现状进行了综述，并分别对静态交通流分配模型、动态分配模型以及公交网络进行了阐述和讨论。同时对相关的交通仿真还有网络优化问题研究现状进行了探讨。最后结合自身学习经验做出了一些评价和总结。关键词：交通流分配；模型；公交网络 0引言随着经济和科技的发展，城市化进程日益加快，城市也因此被赋予更多的工程，慢慢聚集大量的人口。而人口数量的增加而直接带来的城市出行量增加，不管是机动车出行还是非机动车出行量都相较以前增加了很多，从而引发了一系列的交通问题。因为在城市整体规划中，交通规划已经成为了十分突出的问题。在整个交通规划过程中，交通分配在其中占有很重要的地位，为相关公交路线，具体道路宽度规划等都有很大作用。 1交通流分配及研究进程 1.1交通流分配简介由于连接OD之间的道路有很多条，如何将OD交通量正确合理的分配到O和D之间的各条路线上，是交通流分配模型要解决的首要问题。交通流分配是城市交通规划的一个重要组成部分也是OD量推算的基础。交通流分配模型分为均衡模型和非均衡模型。 1.2交通流模型研究进程以往关于交通流分配模型的研究多是基于出行者路径偏好的，主要有以Wardrop第一和第二原则为分配依据建立的交通分配模型，Wardrop第一原则假定所有出行者独立做出令自己出行时间最小的决策，最终达到纳什均衡的状

智能交通控制系统文献综述

智能交通控制系统发展概述随着城市的发展和车辆的增加，实行有效的交通控制以保证交通的通畅，已日益成为交通管理部门所面临的重要问题。简单的控制方式如定时控制、感应控制、单路口的孤立控制等已不能满足城市交通控制的需要，为了提高交通网络的运行效率，必须要建立一个智能的交通控制系统，能够根据车流量的变化自动调节红绿灯的时间长度，最大限度地减少十字路口的车辆滞流现象，有效的缓解交通拥挤、实现交通控制系统的最优控制，大大的提高了交通控制系统的效率。随着我国道路交通拥挤的问题日益突出，可以预见，智能交通控制系统将具有广大的应用前景。 1 国外智能交通控制系统的研究现状 20世纪80年代以后，世界各国的交通控制出现了前所未有的发展热潮，随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论的不断提高，城市交通控制开始向信息化、智能化方向发展[1]。在20世纪90年代，发达国家已开始出现智能交通控制系统，并将城市交通控制系统纳入智能交通运输系统中，成为先进交通管理系统的重要子系统[2]。世界各国解决城市交通存在的问题，主要采用先进的交通控制方法。当今世界各国广泛使用的最有代表性且有成效的交通控制系统有澳大利亚的SCAT系统、英国的TRANSYT系统和SCOOT系统[3-5]。（1）TRANSYT(Traffic Network Study Tools)系统自1968年问世以来，经历不断的改进，已经发展成为先进的TRAN-SYT/9型。该系统采用静态模式，以绿信比和相位差为控制参数，优化方法为爬山法。作为最成功的静态智能交通控制系统，虽然已经被世界400多个城市所使用，但是由于其计算量较大，很难获得整体最优的配时方案，同时需要大量的路网几何尺寸和交通流数据。（2）SCOOT(Split、Cyele and Offset Optimization Technique)系统采用联机实时控制的动态模式，对周期、绿信比和相位差进行控制，采用小步长寻优方法，相对TRANSYT 而言具有相当大的优势。但是SCOOT相位不能自动改变，现场安装调试时相当繁琐等也急需改进。

交通仿真实验报告

土木工程与力学学院交通运输工程系实验报告课程名称：交通仿真实验实验名称：基于VISSIM的城市交通仿真实验专业：交通工程班级： 1002班学号： U201014990 姓名：李波指导教师：刘有军实验时间： 2013.09 ---- 2013.10

实验报告目录实验报告一：无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析实验报告二：控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析实验报告三：信号交叉口全方式交通建模与仿真分析实验报告四：信号协调控制对城市干道交通运行效益的比较分析实验报告五：公交站点设置对交叉口运行效益的影响的仿真分析实验报告六：城市互通式立交交通建模与仿真分析实验报告七：基于VISSIM的城市环形交叉口信号控制研究实验报告成绩

实验报告一：无控交叉口冲突区设置与运行效益仿真分析一、实验目的熟悉交通仿真系统VISSIM软件的基本操作,掌握其基本功能的使用. 二、实验内容 1.认识VISSIM的界面; 2.实现基本路段仿真; 3.设置行程时间检测器; 4.设置路径的连接和决策; 5.设置冲突区三、实验步骤 1、界面认识： 2、（1）更改语言环境—（2）新建文件—（3）编辑基本路段—（4）添加车流量 3、（1）设置检测器—（2）运行仿真并输出评价结果 4、（1）添加出口匝道—（2）连接匝道—（3）添加路径决策—（4）运行仿真 5、（1）添加相交道路—（2）添加车流量—（3）设置冲突域—（4）仿真查看四、实验结果与分析

时间; 行程时间; #Veh; 车辆类别; 全部; 编号: 1; 1; 3600; 18.8; 24; 可知：检测器起终点的平均行程时间为：18.8; 五、实验结论 1、检测器设置的地点不同，检测得到的行程时间也不同。但与仿真速度无关。 2、VISSIM仿真系统的数据录入比较麻烦，输入程序相对复杂。实验报告二：控制方式对十字交叉口运行效益影响的仿真分析一、实验目的掌握十字信号交叉口处车道组设置、流量输入、交通流路径决策及交通信号控制等仿真操作的方法和技巧。二、实验内容 1.底图的导入 2.交叉口专用车道和混用车道的设置方法和技巧 3.交通信号设置 4.交叉口冲突区让行规则设置

交通流文献综述

1.交通流理论发展及研究现状交通流理论研究是随着交通运输和汽车工业发展起来的变化规律的模型和方法体系。总结一下交通流理论发展历程之初到现在，可分为以下三个代表性标志阶段:是研究其随时间与空间从上世纪30年代创立。 1）创始阶段 1933年，金蔡首次论述了Poisson分布应用于交通流分析的可能性，随后亚当斯于1936年发表了数值例题，标志着交通流理论的诞生。1947年，格林希尔治等人在有关交叉口的交通分析中采用了Poisson分布[1]，这一时期的交通流理论基本上是概率论方法。 2）快速发展阶段 50年代后，经济复苏以及汽车工业的发展，迅速增加了道路交通流量，交通流中车辆的独立性越来越少;交通现象的随机性随之降低，为适应这些新情况，研究人员不断提出各种新理论，交通流理论得到了飞跃。1955年，著名的流体力学家莱特希尔和惠特汉发表了交通流理论的里程碑著作《论动力波》[2-3]。1956年，理查德独立提出相类似的理论，这就是称之为LWR理论的运动学模型。 LWR模型的优点是数学上只有一个微分方程，易于求解，且能用所得的微分方程解来解释最基本的交通现象;但LWR始终假设交通流速度总是处于平衡态，因而对交通瓶颈不能准确描述，更不能解释交通的时走时停和自组织现象[4]。 3）稳步发展阶段 70年代，世界经济再一次快速增长，交通流理论也得到了很好的发展。1971年，Payne把流体动力学中的动量方程引入交通流中，结合LWR方程，推出了交通流动力学新模型，成为交通流动力学研究史上的另一篇经典著作。[5]Payne 依照跟车理论，进一步将模型方程进行离散化，编写了第一个具有工程实际意义的计算机软件FREFLO程序。[6] 1975年，美国运输研究委员会编写了第一部交通流理论专著《交通流理论》，系统地阐述了这时期的理论研究成果。 1990年，加州大学阿道夫.梅.，又推出了另一部专著《交通流理论基本》，该书包括交通流理论研究的10个方面内容。到了1996年，美国运输研究委员会在《交通流理论》(75年版)一书基础上联合编写了《交通流理论专论》一书，该书是《交通流理论》的升级，并补充加入了新的内容。目前，国际上较有影响力的是德国学者Dirk Helbing和Boris S Kerner提出的三相交通流理论，提出了用物理学中相变的思想来研究交通，提出了“畅行相”、“同步相”、“堵塞相”的概念[7-9];我国学者吴正提出了低速混合交通[10]，黄海军、姜锐等人也发展了交通流[11-16]。总的来说，80年代以来至今，交通流理论研究进展缓慢，本质上仍为沿用50年代的跟驰模型和流体动力学模拟方法，虽在具体细节上有所改进，但总体上未见重大突破，国际上交通流宏观理论虽有发展，但研究水平还有待于进一步提高。在对交通流压缩性理论的收集中发现，在可以查到的文献中，仅有吉林大学王殿海等2009年发表于东南大学学报的《交通流压缩特性研究》[17]一文，文中没有涉及采用交通流实际阻塞密度计算交通流压缩系数、交通波波速的计算方法。 2. 交通流微观模型微观模型研究单个车辆在相互作用下的个体行为。主要包含跟驰模型和元胞

公路设计文献综述

公路设计文献综述学生：指导老师：摘要：随着我国经济的迅速发展，城市化进程日益加速，机动化水平不断提高，公路建设速度与质量直接影响到国家的经济发展。我国在建国后逐年不断的加大假设投资力度，现如今正处于扩大规模、提高质量的快速发展时期。然而我国公路建设总体上还不能适应国民经济和社会发展的需要，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。公路建设任重而道远。关键词：公路建设前景发展规划线性设计新型技术随着我过现代化城市的建设和发展，人们的活动半径越来越大，对公路运输的要求也越来越高。由于道路运输有着灵活机动，运送速度快，运输的技术简单，投资回收快的特点，公路运输也最受到欢迎。目前我国道路客运设施尚未得到根本改善的条件下，道路年客运运输量占了全国总年客运量的70%以上，有的省则高达 90%。世界各国经济发展的历史证明，道路运输是商品经济发展的催化剂。经济发达国家，其交通运输特别是道路运输必定很发达。因此，道路运输发展水平作为衡量和反映一个国家和一个地区经济发展水平的主要指标之一，公路是本世纪 20 年代兴起的一种安全、快速、通过能力大的新型交通手段。我国大陆从建国初就开始了高速公路修建的前期准备工作，其中包括高速公路的技术资料翻译、科学考察、可行性研究以及测设工作。 1981 年交通部制订的《公路工程技术标准》中列入了公路的技术标准。一、公路外发展状况（一）国内外研究现状：现今世界各国都大力修建高速、高等级公路。每万人的公路长度：美国为 63KM法国140KM日本92KM印度22KM我国11KM我国的公路交通建设大致经历了四个阶段。建国初期，由于对公路运输在国民经济中的基础性和先导性认识不足，公路“长期滞后”于国民经济的发展。 20世纪 60年代以后，我国经济的全面发展，公路基础设施成为国民经济建设中的最薄弱环节，出现了“全面紧张”的局面。20世纪90年代以后，中央将交通运输事业尤其是公路的发展作为国民经济发展的全局性战略性和紧迫性任务，公路建设得以迅速发展。新世纪以来，我国继续加大基础建设投资力度，公路建设获得了前所未有的大发展，使“全面紧张” 的交通状况在近几年内得

TransCAD四阶段法交通流分配

建小区，填属性，画小区，填小区属性数据，建路网，填属性，画路网，填路网属性数据，进入小区层建立联系:在小区层tools-map editing-connect点OK。(作用：将路的节点与形心联系起来) 补全路网数据。建立距离矩阵：在小区层tools-geographic analysis-distance matrix点OK起名保存期望线：在小区层tools-geographic analysis-desire lines起名后点OK 建立网络将所的联系起来：networks/paths-create将other link fields和other node fields中的全部选中。起名后保存。用重力模型生成OD分布矩阵：在小区层planning-tripdistribution-grarity application在datdview栏选小区层，productions选生成量attractions 选吸引量，constraint type选doubly双重力模型点OK保存。选点层数据加属性：dataview-modify table点addfield加属性起名后点OK。将小区号填到对应的点好后面。然后点tools下的selection将填上小区号的行选中。将OD矩阵的小区行列号ID转换成为小区质心节点行列号ID 在交通分布matrix中右键Indices→Add indices 出现对话框：

点击Add Index，完成以下设置 point点层index点层数据中新增的属性点击OK，再次回到索引对话框，选择新索引即可。将rowids改为new行列号转换完成。

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述 1、国外的发展概况交通仿真技术发展较快，发展较早的国家是美国，世界其他国家的仿真软件全部都是在美国的交通仿真技术的基础上进行的发展的。美国在1967年有计算机专业的专家组织建立了美国的计算机仿真学会（SocietyforComputerSimulation），仿真学会的建立极大的推动了美国在交通仿真研究的发展。在美国成立了仿真学会之后，世界上许多国家慢慢地开始了对交通仿真的研究，与此同时，也陆陆续续开发设计了许多不太成熟的交通仿真软件，到现在为止，有很多开发设计的仿真软件发展已经较为成熟，许多都已经基本实现了仿真软件的商业化。从整个交通仿真软件的发展历程来看，交通仿真软件经历了初步阶段、飞速发展阶段和商业化阶段。 1.1交通仿真软件发展初步阶段初步阶段交通仿真发展的主要目标还是实现交通信号的合理设计，这个阶段，设计模型

主要还是运用的宏观设计模型，这种模型具备一定的局限性，他的机动性以及表述性不够理想，通过这种模型的到的结论自然也就不具备真正意义上的真实性。虽说这个阶段的仿真系统有一定的局限性，但也可以进行一些简单的模拟，如车辆的跟驰行为、超车变换车道、车流的速度密度流量模拟等。初步阶段出克可以对车辆速度、延误、里程、排队等常规性指标外进行模拟仿真之外，对于车辆的燃料消耗、废气废物的排放也可以进行模拟计算，对于道路几何条件、交通标志标线以及交通设施的描述也有很强的机动性。初步阶段交通仿真模型的领头羊以罗伯逊在开发设计的仿真软件TRANSYT实至名归，这款软件主要定位还是一款宏观软件，它的最大特点是可以较为合理的计算出交叉口配时的最佳信号周期；在1963年由Ger-lough仿真专家开发设计出的适合用于道路面控信号配置的仿真软件TRANS可以与TRANSYT媲美。此外，美国政府部门开发设计的美国SICOP 仿真系统也是这一时期具备代表性的交通仿真软件。在交通仿真初步阶段交通仿真模型的发展主要还是收到了当时计算机技术的滞后的影响导致发展比较缓慢，由于计算机技术的的限制，交通仿真模型处理数据问题的准确性以及仿真效果的可视性都不高。 1.2交通仿真软件飞速发展阶段 1970年到1980年间，交通仿真软件迎来了发展的高速时期，计算机技术的飞速发展，推动了计算机相关产业的同步飞速发展，这其中交通仿真软件便是一个比较经典的例子。有电子计算机飞速发展作为基础，仿真软件的仿真模拟精度有了很大的提升，同时，软件的功能也倾向了多元化色彩。在宏观软件全力飞速发展的同时，微观交通仿真也踏上了时代的高速列车，这其中最为突出的两款软件便是NESTSIM、AIMSUM2交通仿真软件，两款软件中，有以美国政府开发设计的NETSIM仿真软件为代表。这款模型是对于单个车辆的运动状态的网络微观交通仿真，NETSIM的出现将城市道路的交通现象的描述推到了一个新的

_Doctor-城市微观交通仿真及其应用(理工大-商蕾)

城市微观交通仿真及其应用培养单位：能源与动力工程学院学科专业：轮机工程研究生：商蕾指导老师：高孝洪教授 2003年10月

摘要 80年代以来，世界各国虽然基本建成了现代化道路网，但随着经济的发展，路网通行能力已经满足不了交通量增长的需要，交通拥堵现象日趋严重。为了在现有道路条件下实施交通规划和控制，在路网出现拥挤的情况下进行交通诱导和事故处理，必须对交通流的特性有清楚的认识。因此，在过去的五十年里，出现了大量的交通流理论和模型。如按细节层次分，交通仿真模型可分为亚微观模型、微观模型、中观模型和宏观模型。以前的研究主要集中于宏观模型，讨论交通流量及密度的变化。现在，由于高速运算计算机的发展以及交通仿真的需要，研究热点逐渐转移到微观仿真模型。微观交通模型在每一时刻均计算每一辆车的位置、车速、加速度等特性，可为交通管理和仿真提供详细的信息。本文以微观交通仿真建模和城市微观交通仿真系统开发为研究重点，主要完成了如下工作：（1）建立了车辆行为模型，其中包括跟驰模型、邻车影响模型和换道模型。模型中充分考虑了邻道车辆对驾驶行为的影响及驾驶员的反应延迟，使模型更符合真实情况；（2）开发了城市微观交通仿真系统：该系统包括车辆产生模型、路网模型、交通规则模型、信号灯控制模型、车辆行为模型、路径选择模型、路口转向描述模型；（3）在仿真应用中实现并研究了信号灯周期及其相位按交通需求动态分配的方案，提出该项仿真可用于确定在已知OD下，信号灯控制路口的最大通行能力，并可作为现有控制方案的评估依据。（4）在图形工作站OCTANE上实现城市微观交通仿真系统的可视化，可从多角度实时观测交通状况。（5）通过对典型路段的交通调查，验证城市微观交通仿真系统的合理性。关键词：微观交通模型、仿真、可视化 I

现代城市交通规划的思想发展·文献综述

现代城市交通规划的思想发展·文献综述所谓交通规划，是指根据特定交通系统的现状与特征，用科学的方法预测交通系统交通需求的发展趋势及交通需求发展对交通系统交通供给的要求，确定特定时期交通供给的建设任务、建设规模及交通系统的管理模式、控制方法，以达到交通系统交通需求与交通供给之间的平衡，实现交通系统的安全、高效与节能、环保。【1】 1、现代城市交通规划的理论发展城市交通规划以城市总体规划为前提，在城市规划中逐渐发展、不断成熟。最初的交通仅限为道路的铺设、交通工具的开发，20世纪末机械开始代替人力，交通运输发展迅猛，交通规划开始进入人们视线……随着城市和交通运输的发展，路网设计的重要性日益突出，1925年法国勒·柯布西耶在《光明城市》【2】中分析了交通问题的产生原因，提出了立体交通的构想，1933年的《雅典宪章》【3】也进一步反映了设计者们对交通规划的重视……到了现代，交通规划已不局限于路网的设计，美国学者肯尼思·科尔森（Kenneth Kolson）在《大规划》（Big Plans，2001）【4】一书中写道：设计师们的注意力不仅仅集中于交通峰值、出入口布局、停车位计算等总体规划的关键参数，而更多地关注市民出行的特征和感受，并以此调整城市区域内大型交通运输的主导模型。从“车为本”到“人为本”，是现代交通规划理念的一大进步。 2、以交通线为骨架的线形城市思想 1882年，轨道交通发展迅猛，西班牙工程师索马里·马塔提出“线形城市”【5】的概念，其重要原则就是城市建设的一切其他问题均以城市运输问题为前提，通过交通运输线组成城市的网络。索马里大胆地提出城市不再是分散在不同地区的点，而是由一条铁路和道路干道相串联在一起的、连绵不断的城市带，并且这个城市是可以贯穿整个地球的。这一理论在在上海世博会期间由乌克兰建筑设计师伊格尔·斯维斯顿【6】进一步完善、展示，他对于具体的城市功能区域安排提出了自己的想法。这样一个以交通线为轴线的线形城市形态是否可行、建设范围在多大较为科

动态交通流分配浅析

动态交通流分配浅析摘要：实现交通分配理论的交通分配模型可分为两大类：静态交通分配模型和动态交通分配模型，它们都有各自的优缺点。静态交通分配模型假设交通需求和路段行程时间为常数或仅依赖于本路段上的交通流量，这对于交通量比较平稳、路段行驶时间受交通负荷影响较小的城市间长距离非拥挤的城市交通特性分析和路网规划是比较可行的。而对于存在拥挤现象的城市交通网络,交通需求在一天之中变化甚大。使得网络交通流的时空分布规律具有时变特性，从而导致路段行驶时间大大依赖于交通负荷的变化。因此，在城市交通控制与管理中更需要考察路网中，交通流状态随空间与时间的演化过程，针对可能出现的拥挤和阻塞及时采取有效措施．确保城市交通系统平稳、高效地运行。动态交通分配考虑了交通需求随时间变化和出行费用随交通负荷变化的特性，能够给出瞬间的交通流分布状态。关键词：动态交通流分配定义现状意义存在问题 The shallow analysis of Dynamic Traffic Assignment Abstract: the traffic assignment model of Traffic assignment theory can be divided into two categories: static and dynamic traffic assignment model for traffic assignment models, both of which have their own advantages and disadvantages. Static traffic assignment models assuming that traffic demand and link travel time is constant or only dependent on the traffic flow on this road, which is relatively stable for the traffic, roads and the traffic load less affected by the time the inter-city long distance non-urban traffic congestion characterization and network planning is more feasible. However, for there is congestion in the urban transport network., changes in traffic demand in the day are great, which makes the network traffic flow varies with time-varying spatial and temporal distribution of properties, resulting in roads and the time relied heavily on the traffic load changes. Thus, in urban traffic control and management of road, it is more significant to examine how traffic flow varies with space and tempo while studying the road network, and thus timely and effective measures can be taking for the congestion and obstruction., and that ensure that urban transport system operate smoothly and effectively. Dynamic traffic assignment included traffic demand changes over time and travel costs with the changing nature of traffic load, moreover, it can give an instant flow of traffic distribution. Key words: dynamic traffic assignment, definition, status quo, meaning, problems ·0引言动态交通分配的这种功能使其在城市交通流诱导系统及智能运输系统的研究中具有举足轻重的作用。因而，研究动态交通分配理论．并将其应用于交通控制与管理是十分必要的。同时，动态交通分配为交通流管理与控制动态路径诱导等提供了依据，也是智能交通系统的重要理论基础。

交通问题基于vissim仿真研究现状

1.3.1国外交通仿真技术的研究现状交通系统仿真技术是随着电子计算机和系统仿真技术的发展而发展起来的。在国外大体上经历了三个发展阶段tl3〕。第一阶段，20世纪40年代末至60年代初，为诞生期。该时期的工作大多讨论的是如何进行交通流仿真，直到大约1%O年，用仿真技术研究交通流状态的可能性和可行性才得到普遍承认，并且开始开发一些交通系统仿真软件。第二阶段，20世纪60年代初至80年代初，为发展期。该时期，发表了大量的论文和专著，主要都是关于交通流仿真方法及其模型建立的内容。与此同时，大量的交通系统仿真应用软件被开发出来，这些软件可以分为两种类型，一类以宏观交通仿真模型为基础，另一类则以微观交通仿真模型为基础。第三阶段，20世纪80年代初至现在，为成熟期。这一时期，交通系统仿真技术在美国已经得到了迅速的发展和广泛的应用。本阶段，交通系统仿真技术的发展呈现如下特征: ①系统建模开始突破微观模型与宏观模型，出现了混合模型。一个典型的例子是由schwerdtfeger于1984年提出的DYNEMO仿真模型，采用交通流的一般关系式来描述车流运动，而将每辆车看作是一个基本单元。另外，、乞nAerde于20世纪80年代中期开发的INTEGRATION，混合使用了微观和宏观交通流模型，被认为是准微观模型。 ②仿真软件开始向大型化、综合性方向发展。例如，由Hubschnelder

从1983年开始研制的MlsSION软件，既可用于高速公路，又可用于城市道路;既可用于一般的交通流仿真，又可用于公共交通系统的仿真试验。再如，由英国M琳公司开发的T班PS和美国caliper公司推出的肠anscAD软件包，都是以四阶段模型为基础，用于区域交通规划。值得一提的还有，由英国Quadstone公司从1992年开发奴它ARAMIcs，能够持100万个结点，，_400万个路段，32000个区域的路网。除此之外，这一时期还研制出用于信号交叉口的CALSIG(1988年)、CAPSSI(1986年)、POSIT(1985年)、SIDRA2.2(1986年)、sIGNA 乓55(1986年)、soAP一84(1984年)，用于高速公路的CoRQ以及用于乡村道路的TWOPAS等。 ③研究重点从软件开发逐渐转向了系统模型的改进，包括模型的精炼，如加入优化子模型和加入有效性测定、仿真模型集成、向个人计算机移植等等。于是，己开发出的软件不断推出新的版本，比如，到1983年，sIGOP己上升为SIGOP一111;到1987年，TRANSYT已经上升为TRANSYT7F;到1985年，FREQ已上升为FREQSPE，TRARR 己提出了第三版等等。中国智能交通网https://www.360docs.net/doc/fd1474637.html, 国内外交通仿真技术的研究现状https://www.360docs.net/doc/fd1474637.html,/tech/show-8818.html ④新的计算机技术开始用于交通系统仿真，主要表现为仿真界面更加友好，人机交流更加方便。另外，计算机图形技术的应用使得仿真过

交通流元胞自动机模型综述

第23卷　第1期2006年1月公　路　交　通　科　技 Journal of Highway and Transportation Research and Development Vol .23　No .1 Jan .2006 文章编号:1002-0268(2006)01-0110-05 收稿日期:2004-09-27 作者简介:郑英力(1971-),女,福建宁德人,讲师,研究方向为交通控制与仿真.(z hengyl71@s ina .com ) 交通流元胞自动机模型综述郑英力,翟润平,马社强 (中国人民公安大学　交通管理工程系,北京　102623) 摘要:随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流元胞自动机模型由一系列车辆运动应遵守的运动规则和交通规则组成,并且包含驾驶行为、外界干扰等随机变化规则。文章介绍了交通流元胞自动机模型的产生与发展,总结和评述了国内外各种元胞自动机模型,并对元胞自动机模型的发展提出展望。关键词:元胞自动机;交通流;微观模拟;模型中图分类号:U491.1+23 文献标识码:A Survey of Cellular Automata Model of Traffic Flow ZH ENG Ying -li ,ZH AI Run -p ing ,MA She -q iang (Department of Traffic Management Engineering ,Chinese People 's Public Security University ,Beijing 102623,China )Abstract :With the increas ing demand of traffic flow si mulation and the development of ITS research ,the traffic flow model based on cellular automata has been developed .Cellular automata model of traffic flow incorporates a series of vehicle movement rules and traffic regulations .Meanwhile ,the model works under some stochastic rules takin g into consideration of drivers 'behaviors and ambient interfer -ences .This paper introduces the establishment and development of cellular automata model of traffic flow ,su mmarizes and comments on different kinds of typical cellular automata models of traffic flow ,and furthermore ,presents a new perspective for further stud y of the model . Key words :Cellular automata ;Traffic flow ;Microscopic simulation ;Model 0　引言交通流理论是运用物理学和数学定律来描述交通特性的理论。经典的交通流模型主要有概率统计模型、车辆跟驰模型、流体动力学模型、车辆排队模型等 [1] 。20世纪90年代,随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,人们开始尝试将物理学中的元胞自动机(Cellular Automata ,简称CA )理论应用到交通领域,出现了交通流元胞自动机模型。交通流C A 模型的主要优点是:(1)模型简单,特别易于在计算机上实现。在建立模型时,将路段分为若干个长度为L 的元胞,一个元胞对应一辆或几辆汽车,或是几个元胞对应一辆汽车,每个元胞的状态或空或是其容纳车辆的速度,每辆车都同时按照所建立的规则运动。这些规则由车辆运动应遵守的运动规则和交通规则组成,并且包含驾驶行为、外界干扰等随机变化规则。(2)能够再现各种复杂的交通现象,反映交通流特性。在模拟过程中人们通过考察元胞状态的变化,不仅可以得到每一辆车在任意时刻的速度、位移以及车头时距等参数,描述交通流的微观特性,还可以得到平均速度、密度、流量等参数,呈现交通流的宏观特性。

高铁生态新城概念性总体规划及新城站前片区城市设计文献综述+调研报告+案例分析

文献综述高铁生态新城概念性总体规划及新城站前片区城市设计专业资料 1前言高铁新区的研究是城市对外交通引导城市发展理论课题的重要组成部分。城市对外交通又往往与城市公共交通结合，这种引导城市发展的结合是一种多元化的发展方式，铁路、公路、轨道交通、航空等交通方式中，铁路客运方式以其运最大、速度快、安全性高、运输成本低等特点成为城市对外出行的主要交通方式，其通达性虽高于航空客运方式，但仍旧较低，宾客流多需要其他通达性高的客运方式进行集散，所以铁路客运方式在实际生活中亦多为主导交通方式。而近年来铁路的发展带动着城市经济的迅速发展，城市对铁路站区规划提出了新的要求，而高速铁路新区能否带动城市新的发展仍旧是我们所探时的问题。

由于我国地方政府实行国家城市发展政策方面的“自利性”，地方政府的调控的偏差，产生了对城市空间结构、交通建设与发专业资料展的轻视性和盲目性并存的思想。此外，我国还未有建成的高铁新城案例，有关高铁新城基本处子规划和理论研究阶段。 2相关理论 2.1高铁对城市发展的影响我国正在快速推进的高铁建设将在2010—2014年进入全面收获时期，以“四纵四横”为骨架的快速客运网基本形成，旨在建立省会城市及大中城市间的快速客运通道。如此大规模的高铁建设，进一步加速了区域一体化进程，为高铁通道上的城市发展带来新的机遇。根据国内外成功经验，高铁将对城市发展带来以下几方面的影响。（1）放大效应，加速放大城市竞争力的优势和劣势高铁的建设对区域空间结构的影响十分明显，它将城市自身竞争力优劣势放大，一方面它能够通过集聚作用稳固城市现在的等级地位，另一方面又能通过时间距离的缩短促进新的城市网络形成。这两方面的影响直接作用于区域内的各个城市，带来城市之间更加激烈的竞争关系，同时区域内各城市的关联地区将显得更加交迭。因此，如何趋利避害，成为沿线城市在自身竞争力优劣势均被放大的前景下制定发展战略的关键要点。

道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现

::道路与交通工程 Road&Traffic Engineering 道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现陈晶，孙旭飞，田东黎（福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108）摘要：建立了描述车辆换道意图的产生、选择合适车道和实施换道行为的车道变换模型。运用车辆运动学理论，以换道车辆为目标，给岀了目标车辆与邻近车辆的最小安全距离间隙接受模型和车辆换道实施过程的运动模型，并应用到程序设计中，利用基于VC++上建立的交通仿真系统动态地显示非强制换道行为的效果。与VISSIM软件基于规则的换道模型相比，加入驾驶特性的影响和优化原来固定的安全距离,研究结果相对更优。关键词：道路；微观交通仿真；换道行为；目标位置；最小安全距离中图分类号：U412.1文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）01-0028-04 Research and Implementation of Simulated Lane Change Behavior Model of Road Micro Traffic Chen Jing,Sun Xufei,Tian Dongshen 智能交通系统（Intelligent Transport System,以下简称为ITS）在交通运输系统发展过程中占据重要地位。由于交通运输系统的不可复制性，交通仿真模型成为ITS中交通分析的重要方法之一，而作为交通仿真的核心部分，车辆行为模型也在ITS中发挥着重要作用m。车辆行为模型包括跟驰行为模型和换道行为模型，其中换道行为模型的质量优劣直接影响着交通仿真模型的效果与性能。与已趋于成熟的跟驰行为模型相比，换道行为模型研究则相对落后回。由于在换道过程中存在运动学过程较为复杂、驾驶员的驾驶特性难以量化、微观数据难以获取等问题，笔者拟从运动学角度对车辆换道行为模型进行分析，从驾驶员的决策过程分析最小安全距离和换道行为实施的运动模型。通过在微观仿真系统上动态显示换道行为的仿真效果，来验证换道行为模型的准确性，并提高微观仿真系统的精度。 1换道行为分类道路上车辆换道行为是一种普遍且常见的交通现象。车辆换道是指当前道路不止1个车道时,车辆由于某种需求从当前车道变更到相邻车道的驾驶行为。换道行为是指根据驾驶员特性以及对周围交通状况的实时信息（车速、位置等）判断,调整驾驶目标策略的综合过程。换道行为根据换道产生的需求大致可以分为2类：强制换道、非强制换道。强制换道是指车辆为了到达目的地而采取的变道行为，具有确定的目标车道、在一定行驶区域内必须换道的特点；非强制换道又称为自由换道，是指目标车辆在遇到当前车道前车速较慢时，为了追求期望车速以及更大的驾驶空间或为了正常驾驶避开即将驶入安全距离的后车而产生的换道行为。笔者主要研究非强制换道行为。 2换道行为模型研究换道行为通常被分为：产生换道意图、选择合适车道和换道行为实施2T。其中选择合适车道可以视为分析车辆换道行为可行性的过程，它将最终决定换道行为是否实施。 2.1产生换道意图在不同的交通流密度下，由于每个驾驶员对当前车辆的期望车速要求不同，这个期望车速主要受车辆的机械特性、驾驶员的驾驶特性和交通规则的影响。车辆在道路行驶时，由于当前车道前车的速度过慢，导致车辆的行驶速度低于期望车速时,便会产生换道需求。但是这个需求不是必须的，而是为了获取更理想的行驶方式而采取的换道行为。只有当选择的目标车道确认换道行为可行时，换道才可实施，否则车辆会继续在原车道减速行驶冋。 28彳苯技水2019No.l(Jan.)Vol.37

国内外交通仿真技术的研究现状

国内外交通仿真技术的研究现状仿真，顾名思义是指对真实事物的模仿，也称为“模拟”，它是指为了求解问题而人为地模拟真实系统的部分或整个运行过程。由于科学研究与实践的对象是兼有方法论与工具意义的系统仿真问题，因此，我们讲的仿真一般也就是指系统仿真。雷诺(T.H.Nayfor)在其专著中定义:仿真是在数字计算机上进行实验的数学化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件或系统(或者它们的某些部分)在若干周期内的特征。国内学者认为:系统仿真就是在计算机或实体上建立系统的有效模型(数字的、物理的、数字一物理效应混合的模型)，并在模型上进行系统试验。目前人们普遍接受的观点是:系统仿真是以相似原理、控制理论、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科综合技术。系统仿真是20世纪50年代逐步形成并迅速发展起来的新兴学科。最早的通用仿真器是由美国IBM公司研制的，1%7年更名为通用仿真系统，并增加了许多功能，直至后来发展成应用最广的一种离散系统仿真语言。时至今日，仿真技术发展方兴未艾。我国自20世纪50年代就开展了仿真技术研究，并得到了迅速发展。60年代末，在开展连续系统仿真的同时，已开始对离散事件系统(如交通管理、

企业管理)进行仿真研究。 70一80年代，在训练仿真器方面获得飞速发展，自行研制的飞行仿真器、舰艇仿真器、火电机组培训仿真系统、化工过程培训仿真系统、汽车模拟驾驶仿真器相继研制成功并投入使用，在行业操作人员培训中发挥了很大的作用。1989年中国系统仿真学会正式立，标志着仿真学在中国的发展进入了一个崭新的阶段。90年代，我国开始对分布交互式仿真、虚拟现实仿真等先进仿真技术及其应用进行研究，开展了较大规模的复杂系统仿真[‘2一。系统仿真近些年来发展十分迅速，它综合集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高科技领域的知识。现代仿真系统已经成为任何复杂的系统特别是高新技术产业不可缺少的研究、设计、评价和训练的手段和工具，并在实践中得到了有效的应用。 1.3.1国外交通仿真技术的研究现状交通系统仿真技术是随着电子计算机和系统仿真技术的发展而发展起来的。在国外大体上经历了三个发展阶段tl3〕。第一阶段，20世纪40年代末至60年代初，为诞生期。该时期的工作大多讨论的是如何进行交通流仿真，直到大约1%O年，用仿真技术研究交通流状态的可能性和可行性才得到普遍承认，并且开始开发一些交通系统仿真软件。第二阶段，20世纪60年代初至80年代初，为发展期。该时期，发表了大量的论文和专著，主要都是关于交通流仿真方法及其模型建立

现代道路设计新方法文献综述分析

现代道路设计新方法文献综述分析摘要随着科技与经济的发展，我国公路建设不断发展并取得重大进步。但是根据国家最新的基础建设投资计划,我国的公路仍处于高速发展阶段,而一些合理设计公路路线的指标参数和设计方法对我国包括公路的道路建设和安全具有重大意义。路线线形设计的优劣决定着道路建成后所能发挥的安全性、舒适性、经济性的程度,同时也是影响其沿线经济建设、人们的生活水平等的主要因素,所以设计者应特别重视线形设计质量。本文通过对国内外现代道路设计新方法新技术总结分析，进而发现新的问题并探求该领域未来研究方向。关键词：现代道路设计新方法几何线形设计引言道路是国家经济和社会发展的重要基础设施，社会经济水平和交通运输需求决定着道路交通的发展进程，而道路交通也制约着社会经济和交通运输的发展水平。道路线形是公路的骨架,是车辆运行的直接载体,它控制着整个公路的路基、桥涵、交叉、沿线设施等构造物的规模和投资。同时,对汽车行驶的安全、舒适、经济和车辆的通行能力起着决定性的作用,一旦线形确定,将是长期存在的,无论优劣,都很难改变。合理设计路线的设计方法对我国的交通道路经济建设和安全具有重大意义。我们要充分考虑由于国情、理念、技术等的不同带来的众多差距,在实践中应该积极转变设计观念,充分吸收设计的新思路和新理念。同时设计中思路要灵活,避免盲目的套用规范,以达到适合我国国情的“以功能为主线,以安全为核心,以人为本,合理采用技术标准,灵活运用技术指标,协调处理环保、经济、美观的关系,确保公路建设的可持续发展”的总体设计理念。本文具体安排如下：1.介绍国内外道路线形设计研究现状。2.分析总结现代道路设计中用到的新方法。3.未来展望。 1.国内外研究现状 1.1国内研究现状我国道路现状,自改革开放以来,公路建设取得了巨大成就,但是与国际上发

基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型

2005年5月重庆大学学报(自然科学版)May2005第28卷第5期Journal of Chongqing University(Natural Science Editi on)Vol.28　No.5 文章编号:1000-582X(2005)05-0086-04 基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型3 孙　跃,余　嘉,胡友强,莫智锋 (重庆大学自动化学院,重庆　400030) 摘　要:描述了一种对高速路上的交通流仿真和预测的模型。该模型应用了元胞自动机原理对复杂的交通行为进行建模。这种基于元胞自动机的方法是将模拟的道路量离散为均匀的格子,时间也采用离散量,并采用有限的数字集。同时,在每个时间步长,每个格子通过车辆跟新算法来变换状态,车辆根据自定义的规则确定移动格子的数量。该方法使得在计算机上进行仿真运算更为可行。同时建立了跟车模型、车道变换的超车模型,并根据流程对新建的VP算法绘出时空图。提出了一个设想:将具备自学习的神经网络和仿真系统相结合,再根据安装在高速路上的传感器所获得的统计数据,系统能对几分钟以后的交通状态进行预测。关键词:元胞自动机;交通仿真;数学模型中图分类号:TP15;TP391.9文献标识码:A 1　元胞自动机生物体的发育过程本质上是单细胞的自我复制过程,50年代初,计算机创始人著名数学家冯?诺依曼(Von Neu mann)曾希望通过特定的程序在计算机上实现类似于生物体发育中细胞的自我复制[1],为了避免当时电子管计算机技术的限制,提出了一个简单的模式。把一个长方形平面分成若干个网格,每一个格点表示一个细胞或系统的基元,它们的状态赋值为0或1,在网格中用空格或实格表示,在事先设定的规则下,细胞或基元的演化就用网格中的空格与实格的变动来描述。这样的模型就是元胞自动机(cellular aut omata)。 80年代,元胞自动机以其简单的模型方便地复制出复杂的现象或动态演化过程中的吸引子、自组织和混沌现象而引起了物理学家、计算机科学家对元胞自动机模型的极大兴趣[1]。一般来说,复杂系统由许多基本单元组成,当这些子系统或基元相互作用时,主要是邻近基元之间的相互作用,一个基元的状态演化受周围少数几个基元状态的影响。在相应的空间尺度上,基元间的相互作用往往是比较简单的确定性过程。用元胞自动机来模拟一个复杂系统时,时间被分成一系列离散的瞬间,空间被分成一种规则的格子,每个格子在简单情况下可取0或1状态,复杂一些的情况可以取多值。在每一个时间间隔,网格中的格点按照一定的规则同步地更新它的状态,这个规则由所模拟的实际系统的真实物理机制来确定。格点状态的更新由其自身和四周邻近格点在前一时刻的状态共同决定。不同的格子形状、不同的状态集和不同的操作规则将构成不同的元胞自动机。由于格子之间在空间关系不同,元胞自动机模型分为一维、二维、多维模型。在一维模型中,是把直线分成相等的许多等分,分别代表元胞或基元;二维模型是把平面分成许多正方形或六边形网格;三维是把空间划分出许多立体网格。一维模型是最简单的,也是最适合描述交通流在公路上的状态。 2　基于元胞自动机的交通仿真模型的优点目前,交通模型主要分为3类: 1)流体模型(Hydr odyna m ic Model),在宏观上,以流体的方式来描述交通状态; 2)跟车模型(Car-f oll owing Model),在微观上,描述单一车辆运动行为而建立的运动模型; 3)元胞自动机模型(Cellular Aut omat on),在微观 3收稿日期:2005-01-04 基金项目:重庆市自然科学基金项目(6972) 作者简介:孙跃(1960-),浙江温州人,重庆大学教授,博士,研究方向:微观交通仿真、电力电子技术、运动控制技术及系统。