城市快速路交通仿真

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智能交通城市道路仿真沙盘

智能交通城市道路仿真沙盘

城市道路交通仿真沙盘系统
城市道路交通仿真沙盘系统是广州维脉电子科技有限公司为了更好的进行实验室设备演示和实验而开发出来的模拟仿真设备。

它根据用户的需求,综合布置了城市道路、地铁轨道线路、公交站点、客运站、地铁站、货运站场、港口码头、学校、停车场等,清晰显示城市交通道路、地铁轨道、BRT 线路、城市快速路、交叉口、立交、绿化带、标志标线、交通信号灯等交通基础道路和设施。

城市道路交通仿真沙盘系统配合其它智能交通系统可以实现城市智能交通系统、城市轨道机电系统、城市道路模拟驾驶、交通安全、交通规则教学等实验项目。

用户可以根据需求在沙盘上设置若干沙盘控制子系统,一般包括控制服务器和沙盘上的各类传感器、执行系统等城市智能交通系统设备,主要包括:车辆定位芯片、交通信号控制系统、电子警察系统、交通信息采集系统、交通监控系统、交通调度系统、ETC不停车收费系统、城市轨道控制系统等。

城市快速路交叉口运行的VISSIM仿真评价

城市快速路交叉口运行的VISSIM仿真评价

Computer Engineering and Applications计算机工程与应用2009,45(22)在地面道路交通标志标线的导引下,配时合理的交叉口交通信号,可以使路权在时间和空间上得到很好的分配,从而对平面交叉口的交通流量起到合理疏导作用,使车辆有序、安全的通过信号交叉口。

然而如果信控交叉口的信号配时与通行的交通量不匹配时,会成为交通拥堵的助推器。

对于目前快速路中大量使用的定时信号控制的交叉口,当交通量发生较快变化时,以前的信号配时设计方案很有可能不适合交通量急剧变化后的交叉口。

因此通过交叉口进口交通量微观调查,找出交通量前后变化大的交叉口,先进行计算分析,再用微观仿真软件VISSIM仿真,对其信号配时进行相应的优化改进,从而为快速准确进行道路交叉口的改善方案提供量化依据。

1仿真软件VISSIM简介VISSIM是由德国PTV公司开发的微观交通流仿真系统。

该系统是一个离散的、随机的、以1/10秒为时间步长的微观仿真软件。

车辆的纵向运动采用了德国Karlsruhe大学Wiedemann教授的“心理—生理跟车模型”;横向运动(车道变换)采用了基于规则(Rule-based)的算法。

不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型[1]。

VISSIM软件系统内部由交通仿真器和信号状态发生器两大程序组成,它们之间通过接口来交换检测器的呼叫和信号状态。

“交通仿真器”是一个微观的交通流仿真模型,它包括跟车模型和车道变换模型。

“信号状态发生器”是一个信号控制软件,它以仿真步长为基础不断地从交通仿真器中获取检测信息,决定下一仿真时刻的信号状态并将这信息传送给交通仿真器。

VISSIM可以作为许多交通问题分析的有力工具,它能够分析在诸如车道特性、交通组成、交通信号灯等约束条件下交通运行情况,不仅能对交通基础设施实时运行情况进行交通模拟,而且还可以以文件的形式输出各种交通评价参数,如行程时间、排队长度等。

因此,它是分析交通基础设施建设中各种方案的交通适应性情况的重要工具[2]。

城市道路交通流仿真模型的设计与实现研究

城市道路交通流仿真模型的设计与实现研究

城市道路交通流仿真模型的设计与实现研究第一章前言城市道路交通拥堵已成为时下社会中的重要问题。

当代城市道路网络中存在着多样化的交通规律和交通情形,各方面的交通数据更是日渐增长。

所以,建立城市道路交通流仿真模型是一个非常有意义和必要的工作,它可以帮助交通规划和交通管理者预测城市道路交通运行情况,更好地为城市居民出行服务。

本文旨在研究如何设计和实现城市道路交通流仿真模型,分为三个章节。

第一章为前言,介绍了本文的研究背景和意义。

第二章将介绍城市道路交通仿真模型的建模方式和数学模型。

第三章将介绍如何将城市道路交通仿真模型应用于实际情况。

第二章城市道路交通仿真模型的建模方式和数学模型2.1 建模方式城市道路交通仿真模型的建模方式主要有以下三种:(1)微观仿真模型微观仿真模型主要是模拟单个车辆的行驶情况,使用最广泛的微观仿真模型是交通流模拟软件VISSIM。

它的原理是将道路划分为若干段,然后描绘每个车辆在道路上的行驶情况,以此来预测交通拥堵状况。

VISSIM使用了不同类型的车辆和驾驶者行为模型来模拟道路交通情况,如交通灯的开放和关闭、车辆的行驶速度和方向、车辆之间的距离和碰撞等。

(2)宏观仿真模型宏观仿真模型主要是从整体上模拟城市道路交通的运行情况,使用最广泛的宏观仿真模型是交通流模拟软件Aimsun。

宏观仿真模型主要是将整个道路网络平均为一组流动性单元,然后以流量、速度和密度等参数来描述交通流运动的状态,并用交通流模型来计算这些参数。

宏观仿真模型忽略了个体车辆之间的互动和行为,而是更侧重于描述道路网络上的整体交通流状态。

(3)混合仿真模型混合仿真模型是将微观和宏观仿真模型相结合,以获得更全面、详细的交通流分析。

Hybrid Simulation Model是一种混合仿真模型,它结合了单车流、交通流和宏观仿真。

通过这种方法,可以同时解决单车行驶状况和整体交通流状况,精确模拟城市道路交通拥堵的情况。

2.2 数学模型城市道路交通仿真模型的数学模型主要包括流动性方程、交通信号和均衡性模型三个部分。

如何进行交通仿真和交通规划

如何进行交通仿真和交通规划

如何进行交通仿真和交通规划交通仿真与交通规划的重要性交通是现代社会中不可或缺的重要组成部分。

随着城市化进程的加快与人口的不断增长,城市交通拥堵日益严重,交通规划成为解决交通问题的重要手段之一。

而在交通规划的过程中,交通仿真作为一种有效的工具,对于评估交通状况、模拟交通流动以及预测未来交通发展趋势起着至关重要的作用。

一、交通仿真技术简介交通仿真是通过模拟各种交通要素之间的相互作用,从而对交通现象进行模拟和预测的过程。

交通仿真技术主要包括交通流仿真、交通行为仿真和交通运营仿真。

交通流仿真主要模拟车辆在路网上的行驶情况,包括车辆的速度、密度、流量等指标,以及交通信号的控制情况。

通过对交通流的仿真,可以评估道路网络的通行效率和容量,并为交通规划提供数据支持。

交通行为仿真则是研究驾驶员的行为和决策,并模拟他们在特定交通环境中的行为模式。

交通行为仿真可用于评估不同交通政策对驾驶员行为的影响,为规划者提供决策支持。

交通运营仿真则模拟交通系统的运行情况,包括车辆的调度、站点的管理等方面。

通过交通运营仿真,可以全面了解交通系统的运营模式,为交通规划者提供优化建议。

二、交通仿真与交通规划的关系交通仿真技术与交通规划密不可分。

首先,交通仿真可以提供大量的数据支持,为交通规划提供客观、准确的交通状况评估。

通过仿真,交通规划者可以预测未来的交通需求、路网容量以及交通流动状况,从而更好地制定交通规划方案。

其次,交通仿真可以测试不同的交通方案,并评估其效果。

例如,在交通规划中,可能会涉及到道路扩容、信号优化、公共交通发展等多个方面的改进。

通过仿真技术,可以模拟不同的方案,评估其对交通系统的影响,并选择最佳方案。

最后,交通仿真还可以用于交通规划的决策支持。

通过分析仿真结果,规划者可以更好地理解交通问题的本质,并在制定规划方案时做出更加明智的决策。

三、交通仿真与交通规划的挑战与展望尽管交通仿真在交通规划中有着广泛的应用,但仍然存在一些挑战。

城市道路路基工程中的道路仿真与优化

城市道路路基工程中的道路仿真与优化

城市道路路基工程中的道路仿真与优化随着城市化的进程不断加快,城市道路建设变得越来越重要。

而在城市道路建设中,道路路基工程是其中的重要环节。

道路路基工程以其关键性和复杂性而备受关注,其中道路仿真与优化是提高道路路基工程质量和效率的重要手段。

道路仿真是指通过计算机模拟的方式,对道路路基工程进行各种条件下的虚拟测试和评估。

通过对道路的真实仿真,可以帮助设计人员预测道路在实际使用中的表现,提前发现问题并进行调整。

道路仿真一般包括道路结构的力学分析、材料行为的模拟以及交通流的模拟等。

道路仿真可以帮助设计人员优化道路布局和结构设计。

通过仿真分析,可以预测道路的不同构造方案在不同条件下的性能,选择合适的方案。

例如,可以通过仿真分析来确定合适的基床厚度、路面材料等,以满足道路的使用要求。

同时,仿真分析还可以预测道路的使用寿命和维修周期,为道路养护提供科学依据。

道路仿真还可以帮助设计人员评估道路的安全性能。

通过仿真分析,可以模拟不同交通流量、车辆类型和道路状况下的交通事故,评估道路对交通事故的容忍性,并进行相应的改进。

例如,通过仿真可以预测出交通事故的高发地段,进而采取措施提高道路的交通安全性。

道路仿真还可以帮助设计人员优化施工过程。

通过仿真分析,可以模拟不同施工方法和施工顺序下的施工效果,评估道路建设的时间和成本,并优化施工方案。

同时,仿真分析还可以预测施工过程中可能出现的问题,提前进行准备和规划,以提高施工的顺利进行。

除了道路仿真,优化是道路路基工程的另一个重要环节。

道路优化是指在道路设计和建设中,通过科学的方法和技术,以提高道路的性能、降低成本和保障安全为目标,对道路方案进行调整和改进。

道路优化可以从多个方面进行。

首先,可以通过改进道路的几何参数来提高道路的性能。

例如,通过调整道路的曲线半径、坡度和超高,可以提高道路的行车安全性和交通流的通行能力。

同时,还可以通过优化道路的交叉口和匝道布局,减少交通事故和缓解交通拥堵。

城市快速路私家车交通量调查及TransModeler仿真分析

城市快速路私家车交通量调查及TransModeler仿真分析

h urc e ce ti h oni ou bsr ai n o x rm e o d n we k a sa d wori g d y ,wh c are U y ta c v  ̄m es r e o o f in n t e c t i nu so e v to fe pe i ntr a o e d y n kn a s ih c rid O tb rf o i u v y
0 引 言
随着 哈尔滨 市 社会 经 济 பைடு நூலகம்快 速 发展 。私 家 车保 有量
逐年 迅速增 加【 车 辆交通 拥堵在 全世 界大 中小 城市 不断 l 1 , 涌 现 出 来 ,哈 尔 滨 作 为 最 北 的省 会 城 市 。交 通 拥 挤 现 象 越 来 越 突 出 。本 文 对 哈 尔 滨 某 重 要 路 段 的 交 通 现 况 .进
tk n. trt t i r e o matrt e ta cst t fte e ei n a oa ho ry ta ̄cv u i lt a e Af ha, n o d rt se h r ̄ i i o x rme tlr d, u l rf olme smuai mod lbae 1 aaoft e ua on h p on e s d 07d t 1 he
机 电 产 品 开发 与剀 新
Vo1 4。 4 . No. 2
Juy. 01 l, 2 1
城 市 快 速 路 私 家 车 交 通 量 调 查 及 T a s d lr 真分 析 rn Mo ee 仿
王 晓光 ,李 志鹏 ,王 茜
( . 龙 江 省 宁安 市 国家 税 务 局 ,黑 龙 江 宁 安 1 7 0 ;2东 北林 业 大学 交 通 学 院 ,黑龙 江 哈 尔 滨 10 4 ) 1 黑 54 0 . 5 0 0

城市规划中的交通流量模拟仿真方法

城市规划中的交通流量模拟仿真方法

城市规划中的交通流量模拟仿真方法在城市规划中,交通流量模拟仿真方法具有重要的作用,可以帮助规划者预测和评估不同交通方案的效果,优化城市交通网络布局,提高道路通行效率和交通系统的可持续性。

本文将介绍几种常用的交通流量模拟仿真方法,并分析其优缺点。

一、传统模型方法1. 道路交通容量模型道路交通容量模型是一种经验模型,基于车辆流量、道路几何特征等因素来预测道路能够容纳的车辆数量。

这种模型计算简单,适合用于预测现有道路的交通状况。

然而,由于它只考虑了道路状况,没有考虑到交通需求的变化和网络效应,因此在城市规划中的应用受到了限制。

2. 微观交通仿真模型微观交通仿真模型基于个体车辆行为进行建模,并考虑车辆之间的相互影响。

通过模拟车辆的运行轨迹和交通规则等细节,可以更准确地模拟交通流量。

然而,由于建模复杂度较高,需要大量的数据和计算资源支持,因此在城市规划中的应用受到了一定的限制。

二、基于智能交通系统的模型方法1. 基于传感器数据的模型智能交通系统通过安装传感器在道路网络中收集交通数据,如车辆流量、速度等,然后利用这些数据进行交通流量模拟和分析。

这种方法不仅准确性较高,而且能够快速获取实时数据,对于评估交通方案的效果非常有帮助。

然而,由于需要大量的传感器设备和数据处理能力,成本较高,仍然有一定的局限性。

2. 基于Agent的模型基于Agent的模型是一种新兴的交通流量模拟方法,通过对交通参与者的行为进行建模,模拟车辆、驾驶员和交通管理者之间的相互作用。

这种方法能够更好地反映人的行为决策和交通系统的动态变化,对于研究交通拥堵、事故等问题具有较好的效果。

然而,由于模型的复杂性和计算量较大,需要高性能计算设备的支持。

三、仿真结果分析与应用通过交通流量模拟仿真方法,规划者可以获取各种交通方案的模拟结果,进行性能评估和比较。

基于模拟结果,可以对城市交通网络进行优化设计,提高道路通行能力和交通系统的可持续性。

1. 交通拥堵预测和缓解通过模拟分析交通流量,可以预测拥堵情况,并针对性地提出缓解措施,如增加道路容量、优化交通信号控制等,以改善城市的交通拥堵状况。

城市交通控制在线仿真技术

城市交通控制在线仿真技术

城市交通控制在线仿真技术随着城市化的进程,城市交通问题日益突出。

城市交通拥堵不仅给人们的出行带来了困扰,也给城市的发展带来了瓶颈。

为了有效解决这一问题,城市交通控制在线仿真技术应运而生。

城市交通控制在线仿真技术利用计算机技术和仿真模型,模拟城市交通系统中的各种交通情景,以实现交通流量的控制和优化。

通过仿真技术,可以准确地模拟交通流量、车辆行驶规律、信号灯时间等多种因素,帮助交通管理者制定科学合理的交通控制策略。

首先,城市交通控制在线仿真技术可以实现交通流量的预测和优化。

通过对城市交通系统的仿真,可以得到交通流量的变化趋势和瓶颈位置,从而预测出交通拥堵的可能发生地点和时间。

同时,仿真技术还可以通过调整信号灯时间、优化道路布局等方式,使得交通流量在整个城市范围内得到合理分配,从而减缓交通拥堵现象。

其次,城市交通控制在线仿真技术可以提供决策支持。

交通管理者可以通过仿真系统,根据实际情况制定不同的交通控制策略,并通过仿真结果评估其效果。

这样,交通管理者可以在实际实施前,对各种策略进行比较和选择,从而提高交通管理的科学性和准确性。

此外,城市交通控制在线仿真技术还可以帮助交通管理者进行应急处理。

在突发事件(如交通事故、道路封闭等)发生时,仿真系统可以快速模拟交通流量的变化情况,帮助交通管理者制定合理的交通疏导方案,减少交通拥堵的影响。

总之,城市交通控制在线仿真技术的出现为城市交通管理带来了新的机遇和挑战。

通过利用仿真技术,可以更加科学地制定交通控制策略,优化交通流量分配,提高城市交通的效率和安全性。

然而,需要注意的是,仿真结果仅为模拟结果,并不一定完全符合实际情况,因此,在实际应用中需结合实际情况进行综合考量。

相信随着技术的不断发展和完善,城市交通控制在线仿真技术将在未来的交通管理中发挥越来越重要的作用。

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Yi
s
st
,在时间段s内到达进 :
Qi
s 1
Q i Yi Yi
s st
s
2)出口匝道车俩排队仿真模型
假设时间段s内出口匝道j的流出交通需求量为 W js ,则有:
Wj
s
Yi R ij
r r s i I
rs
R ij
rs
——时间段r内由进口匝道i流入一个单位的交通量,在时 间段s内到达入口匝道的比例
Qa
s

r s i I
X
Yi ia
rs
r
Qa
s
——时间段s内通过终点断面的交通量 ——区间影响系数 ——时间段r内由进口匝道i流入的交通量 ——区间a的集合 ——进口匝道i的集合
X ia
rs
Yi
r
A
I
3)主线区间行驶速度仿真模型
主线区间行驶速度仿真模型是以构造模型的基本假设为基 础,在各区间使用交通流守恒法则建立的 进口匝道m作为区间a起点时的情况为:
匝道快速路区间的交通状态用车流密度和速度加以表示,并假定它们的 关系为线性关系即
Va K
Va
a
——区间a的车流速度(m/min)
K a ——区间a的车流密度(辆/m×车道数)
在充分短的各单位时间段内,各区间内的流出交通量视为均匀分布
2)主线各区间交通量仿真模型
主线各区间交通量模型,用任意仿真时间段内各区间终点断 面的交通量表示可由下式求出
道路交通系统仿真
姓名:刘庆 学号:2009121403 专业:交通运输规划与管理 指导老师:张生瑞教授
6.2 城市快速路交通仿真
1
城市快速路交通仿真模型
2
城市快速路微观仿真系统(ESS)
6.2.3 城市快速路交通流仿真
1、主线交通流仿真模型
1)构造模型的基本假设
为了简化问题,假定快速路各进口匝道的流入需求量及目的已知,并 将充分小的的各单位时间段内的流入需求量视为常量
ESS系统道路模块图
人车单元模块
人一车单元模块描述的是驾驶员和车辆等动态对 象的总体特征。
根据不同的驾驶员和车辆的特征参数,按照知识库 中由层次分析法计算的各特征参数对基本期望速度 的影响权重,按照基本期望速度划分人一车单元类 型,计算各人一车单元的基本期望速度,最终与道 路环境共同形成仿真基本框架。
结果模块
结果模块主要提供动态演示和数字统计。其中动态 演示是以计算机动画的方式来直观地演示交通流的 运行情况;数字统计则是通过仿真模型提供的试验 设施采集得到仿真交通流的特征参数,用以对仿真 结果做出评价。
s s s s
[ K a L a ( Q a 1 W j Q a ) / L a ]
s s s s
4)影响系数模型化
区间影响系数
X ia
rs
模型化
区间影响系数是一个不断变化的系数,它随着区间上的交通 状态的实时变化而实时变化,可由下式模型化:
X ia
rs

Pij D ijh Fija h
K a L a ( Q a 1 Y m Q a ) K a L a
s s s s
s 1
出口匝道j作为区间a的起点的情况为:
K a L a ( Q a 1 W j Q a ) K a L a
s s s s
s 1
上式中各变量的含义
Qa
s
Q a 1
s
——时间段s内通过区间a及a-1终点断面的交 通量,即区间流 出交通量 ——作为区间起点的进口匝道m在时间段s内 的流入交通量 ——时间段s内区间a的车流密度
若流出能力为 ,时间段s开始的出口匝道j内残 s j ,时间段s+1开始时出口 留的排队车辆数为 匝道j内残留的排队车辆数为 sj 1 ,则出口匝道 车辆排队仿真模型为:
Qj
s

s 1 j

s j
W
s j
Qj
s
城市快速路微观仿真系统(ESS)
上面的介绍是从理论的角度来介绍交通仿真的发 展情况,下面比较具体的介绍一个交通仿真系统 的内部构造,借以说明交通仿真系统的基本构成 与基本原理。北京工业大学开发的城市快速路微 观仿真系统(Expressway Simulation System, 简称ESS)是针对于城市快速路的交通仿真系统。
r
r
rs
j J h H
r Pij ——流入交通的目的地选择率(实测值或根据实测值推测得出
D ijh ——选择路径h的比例
rs Fija h ——区间通过率(根据交通状态的观测结果)
r
区间通过率
Fija h
rs
的求法
区间通过率的求得要考虑城市快速路网的物理形 状和路网上交通流的状态。
rs 图6-5区间通过率 Fija h 的求法示意图
人-车单元模块示意图
仿真模块
仿真模块是仿真模型中最核心的部分,包括产 生人.车单元的发车模型、约束驾驶行为规则 的跟驰、换车道模型、以及仿真的推进机制等 仿真模型中必需的组成部分。
仿真模块结构示意图
知识库模块
在ESS系统中,知识库模块为道路模块、人车单元 模块和仿真模块服务,分别描述道路模块对交通流 的影响、驾驶员和车辆对交通流的影响以及在交通 流内部各个仿真单体之间的相互作用。
Ym
Ka
s
s
La
W
s j
——区间a的长度
——作为区间起点的出口匝道i在时间段s内的 流出交通量
若事先求得在时间段s内的车流密度、区间a流出 量、进口匝道的流入交通量和出口匝道的流出交 通量,就可以通过上式推导出时间段s+1时的区 间a行驶速度仿真模型:
Va
s 1
[ K a L a ( Q a 1 Y m Q a ) / L a ]
改变上式中的r,可以得到利用路径被均等地选择的情况 到行驶时间最短路径被集中选择的所有情形。 该模型是基于静态交通分配的时间比原则而构建的,也可 以说是考虑了道路使用者的交通信息的不完全性以及路径 选择意识决定的多样性模型。
2、进出口匝道交通流仿真模型
1)进口匝道车辆排队仿真模型
假设时间段s初始时,进口匝道的排队车辆数为 Q i 口车辆数为,则进口匝道车辆排队仿真模型为
根据构造模型基本假定,设相邻两时间段起流入车辆队首之 间的分布为均匀分布,在上图所示的情况下,区间通过率为:
Fija h
rs
t B tC (t B t0 ) t A
t A , t B , t C , t 0 ——表示时间,其中 t C 可由下式求得
t C t 0 [in t( t A / t 0 ) 1]
城市快速路的使用者大部分是上下班族和业务出行 者,因此可以认为认为影响驾驶员路径选择的因素 主要是到达目的地所用时间
给出驾驶员路径选择行为和结果模型化的方法和模型:选 择路径的比例可以用集中型Logit模型来预测
exp( t D ijh
r
r ) ijh r ) ijh
exp( t
t
r ——时间段r内进口匝道i和出口匝道j之间的路 ijh 径h所包含的各个区间的行驶时间之和
整体框架与各个功能模块之间的关系
用户界面
知 识 库
道路模块
人车单元模块
仿真模块
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结果模块 ESS系统的总体结构
道路模块
人车单元模块 城市快速路微观 仿真系统(ESS)模块 仿真模块
知识库模块
效果模块
道路模块
ESS系统的道路模型从9个方面来描述一条城市 快速路,分别是横断面、平曲线、竖曲线、纵坡、 紧急停车带、出入口匝道、车道关闭、限速标志 和数据采集装置。其中前6个属性类型是构成城 市快速路的主体部分。 城市快速路中的交织区在ESS系统中是以出入口 匝道的组合来描述的。
功能介绍
城市快速路系统仿真根据基本路段、匝道、交织 区上车辆的运行特征,采用或改进已有的仿真模 型建立整体仿真系统,为考察、分析车辆在整个 系统巾的运行特点提供仿真手段。
该系统为用户提供可视化道路编辑环境,交通输入 环境。系统根据用户的需要进行仿真模拟运算,并 提供道路沿线速度统计分析功能,动态演示功能, 方便用户对数据进行统计分析和直观检验。
当实际流入交通的轨迹与上图有较大差别时,如流入交通的队 首轨迹线相距较远或较近时,则不能用上式求解,但可以利用 流入交通的队首行驶轨迹图,根据各区间交通流守恒原理,用 图解法求得
路径选择率模型
当路网上的OD对之间存在着多个可利用的路径时, 就要考虑驾驶员的路径选择行为,给出路径选择率, 进一步计算区间影响系数
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