12交通仿真软件及其应用
对交通仿真模型软件开发及应用问题的思考
■ 文章编号 ：６ ２ ５ ２ ２ ０ ） ３ ０ ７ ０ １ ７ ３ ８（０ ６ ０ ０ ７ ５
２ 。 年 ５月 第 ４ ０６ 卷 第３ 期 Ｍ ｙ２ 。 ｏ４Ｎ ３ ａ ｏ ６ Ｖ ｌ ｏ
城 市交 Ｕｂｎ ｒ ｓｏ ｆ ｈ ａ 通 ｒａ ａ ｐｒ ｉ Ｔｎ ｔ Ｃｎ ｏ
估 各类 交通工程 、管理 和规 划项 目可 选 方案 的有 力 工
具 。与 西 方 发 达 国家 一 样 ，中 国 日益 严 重 的 交通 拥 堵 问 题 促 动 了对 应 用 和 开 发 交通 仿 真 软 件 的 浓 厚 兴趣 阐述
了中 国开 发 和 应 用 交 通 仿 真 软 件 的 观 点 ，认 为 当务之 急
口延误 描 述 等 驱 动 交通 仿 真 软 件 的 数 学 模 型 进 行 深 入研
究
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ａ ｃ ｓ ｌｔ ｎ ｃ ｎ ｂ ｎ ｅｆ ｃｉｅ ｔｏ ｎ ｈ ｌ— ｓｒ ｃ ： ｒ ｆ ｉ ａ ｉ ａ ｅａ ｆ ｔ ｏ ｌｉ ｅｐ ｉ ｍｕ ｏ ｅ ｖ
的缺陷 ；最后 ，要对模 型所用 的参数进行校验和调整 ， 得到符合应用地区的模型和参数。最后 。一条是开发应 用交通仿真模型不可或缺的重要组成部分 ，但往往在实 践 中被忽略。其难度在于这不仅要有合适的模型、软件 提供一种开放式的模型结构 。还得有合适的数据条件。 模型中的参数 ，可能有各国、各城市通用的部分 ，但也 有要根据当地情况进行调整的部分 ，甚至可能需要再开
摘 要 ：在 计 算机 上 进 行 交通 仿 真 是 帮 助 设 计 、 析 和 评 分
１开 发 软 件
写一个简单的或特定用途的交通仿真软件不难 ， 难
的是开发出一个能真正满足大多数用户需要 的通用交通 仿真软件。开发一个具有应用价值和市场竞争力的交通 仿真系统 ，需要多年的艰苦工作和一定 的资源
Flexsim交通仿真软件应用讲述
《交通仿真软件应用》实训报告系别专业班级学生姓名学号一、前言（一）实训目的《交通仿真软件应用》是交通运输专业重要的实践课程，是计算机技术在交通运输领域的一个重要应用。
VISSIM仿真软件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。
Flexsim仿真软件针对运输系统进行系统建模，并在电子计算机上编制相应应用程序，模拟实际物流系统运行状况，并统计和分析模拟结果，用以指导实际交通运输系统的规划设计与运作管理。
通过实训，使学生加深对仿真软件应用的理解，培养学生使用专业仿真软件的能力，增强学生解决应用问题的能力。
（二）实训准备+1、借阅或购买《实用系统建模与分析》的相关书籍，了解仿真基本知识。
2、上知网数据库查找flesxim的相关论文学术文献，了解系统仿真最新的研究发展动态。
3、查找仿真软件flesxim的相关资料，了解相关知识。
（三）实训要求为了确保实训顺利进行，圆满成功，培养同学们良好的习惯，增强修养，提高个人素质，特制定如下实训要求：⑴严格遵守机房管理要求，穿鞋套方可进入机房。
⑵实训安全第一，严防意外伤害，按规定操作，不准带电插拔仪器设备。
⑶实训室内禁止饮食，禁止吐痰，严禁吃口香糖。
⑷禁止在实训室内喧哗、嬉戏、争斗，保持安静，轻声讨论。
⑸注意个人职业形象，衣冠整齐,女生不能披头散发、不穿超短裙（裤）和吊带衣（裙）；男生衣服扎腰，不穿短裤、拖鞋。
⑹不准恶意破坏仪器设备，设备若有损坏及时向指导老师报告。
⑺不准无故旷课、迟到、早退；若有特殊情况，需事先请假，征求许可。
⑻旷课3节，实训成绩不及格，3次迟到算旷课1节。
⑼每一个实训时间内，不允许随便离开实训室，若确有急事，需征得指导老师同意后方可离开。
⑽实训结束后，整理复原仪器设备、桌椅，清洁四周环境，待检查后，方可离开。
交通仿真软件操作与应用详解演示文稿
• 服务水平的分布 • 特殊仿真需求数据（如路径等待时间）
第四十五页，共149页。
2.4 公交数据
• 车辆几何尺寸和物理性能参数 • 最大加速度和最小加速度
• 对于感应控制——公交优先控制，定义感应区段长
度
• 对于感应控制——公交优先控制，感应设备位置 信息
第四十六页，共149页。
• 表格法
• 将一组随机数填入计算机存储器，顺序调用
• 物理法
• 利用物理随机数发生器，通过变换产生均匀分布随 机数
• 数学法
• 通过计算机程序（随机数发生器）产生给定范围的均匀 分布随机数列（vissim当中使用的）
第二十三页，共149页。
线性同余发生器(LGG)
X
i 1
aX i
c
int
aX ic m
线生成可视化的交通运行状况，也可以离线输出 各种统计数据，如：行程时间、排队长度等 • 交通仿真器是一个微观交通仿真模型，它包括跟车 模型和车道变换模型
• 信号状态产生器是一个信号控制软件，可以通过程 序实现交通流的控制逻辑
第十九页，共149页。
• 逻辑于每一个离散时间间隔（1~0.1 秒）从交 通仿真器中提取检测器数据，以确定下一仿真 秒的信号状态。同时，将信号状态信息回传给 交通仿真器
第十六页，共149页。
1.3 VISSIM基本原理
• 交通流仿真原理 • 内部工作原理
第十七页，共149页。
1.3.1 交通流仿真原理
• 交通流仿真通过构建车辆的通行环境（道路网、交通控 制、限速等）、驾驶员行为（跟车、换道超车等）、车 辆性能特性、交通需求特性等交通要素的计算机模型， 通过“再现”或“预演”交通流在不同的交通流组织方案、 交通控制管理方案下的运行特性，达到评价、优选方案的
Matlab在交通仿真中的应用技巧
Matlab在交通仿真中的应用技巧引言近年来，交通拥堵问题日益严重，给人们的生活和经济发展带来了很大的困扰。
为了解决交通拥堵问题，提高交通效率，交通仿真成为了一种重要的工具。
而Matlab作为一种强大的数学计算软件，可以提供丰富的工具和函数，为交通仿真提供了很大的帮助。
本文将介绍一些Matlab在交通仿真中的应用技巧，包括交通流模型、交通信号灯优化、路网设计和交通预测等方面。
1. 交通流模型交通流模型是交通仿真的基础，它用于描述交通流的行为和变化。
在Matlab中，我们可以利用各种数学模型来建立和模拟交通流。
常用的交通流模型包括微观模型和宏观模型。
微观模型主要用于个体车辆行为的建模，宏观模型主要用于整个交通网络的流量分布和拥堵状况的模拟。
在建立交通流模型时，我们需要收集大量的交通数据，包括车辆的速度、密度和流量等信息。
利用Matlab的数据处理功能，我们可以轻松地对这些数据进行分析和建模。
例如，可以使用Matlab的数据统计函数来计算交通流的平均速度和流量，进而推导出交通流的密度和流量之间的关系。
2. 交通信号灯优化交通信号灯是调控交通流的重要手段。
合理地优化交通信号灯的配时方案，可以有效减少交通拥堵和减少人们的出行时间。
在Matlab中，我们可以利用优化算法来优化交通信号灯的配时方案。
常用的优化算法有遗传算法、粒子群算法等。
首先，我们需要建立交通信号灯的仿真模型，模拟交通信号灯的开关过程和车辆的行驶。
然后，利用Matlab的优化函数，设置优化目标和约束条件，进行信号灯配时方案的优化。
最后，通过仿真实验，评估不同配时方案的性能，选择最优的配时方案。
3. 路网设计路网设计是交通规划和交通工程中的重要环节。
合理地设计路网，可以提高交通的通行能力和效率。
在Matlab中，我们可以利用图论算法和网络流模型来进行路网设计。
首先，我们需要建立路网的拓扑结构，即道路和交叉口之间的连接关系。
然后，利用图论算法，计算路网的最短路径和最小生成树等信息。
交通运输中的交通仿真技术应用
交通运输中的交通仿真技术应用随着城市化进程的不断推进，交通运输业也日益发展，不仅在规模上不断扩大，而且在技术应用方面也得到了极大的开拓。
随着交通仿真技术的运用，交通运输的效率得到了很大的提升，各大城市的交通状况也得到了很大的改善。
一、什么是交通仿真技术交通仿真技术是指对交通运输系统进行虚拟建模，并通过计算机模拟系统来对系统进行评估、优化和规划的科学技术。
其主要作用是通过仿真实验，评估并优化城市交通运输系统的设计、运行和管理，以实现交通运输系统效率的提高和社会经济效益的最大化。
二、交通仿真技术的应用1.城市交通规划城市交通规划是交通仿真技术的一个重要应用领域，其主要目的是为城市交通系统的规划和建设提供技术支持。
交通仿真技术可以根据城市交通系统的实际情况，通过建立仿真模型和进行仿真试验，评估并改进交通规划方案，从而提高城市交通运输的效率和流动性。
2.交通运输管理交通仿真技术在交通运输管理方面也有着广泛的应用。
通过交通仿真技术的应用，交通管理部门可以对交通运输流量、状况及拥堵情况等进行实时监测和管理，并作出相应的调整和决策，以保证交通运输系统的正常运行和顺畅流动。
3.公共交通优化公共交通的优化是城市交通运输效率提高的重要环节，而交通仿真技术正是为公共交通优化提供了技术支持。
通过将公共交通系统建立在交通仿真模型中，可以通过模拟试验来调整和优化公共交通的路线、时刻和车辆数量，从而提高公共交通的客运质量和运输效率。
4.交通安全管理交通安全一直是交通运输系统中的重要环节。
通过交通仿真技术的应用，可以对道路设计、车辆速度、交通信号等进行仿真模拟，并评估交通运输系统的安全性能，从而提高交通运输的安全性。
三、总结交通仿真技术的应用范围越来越广泛，为城市交通运输效率的提高、经济效益的最大化、交通安全的保障提供了强有力的技术支持。
在未来的发展中，交通仿真技术将不断涌现新的应用领域，为交通运输行业的健康发展提供更好的技术手段和支持。
主流交通仿真软件的介绍
主流交通仿真软件的介绍几种主流仿真软件的对比发布时间：2007-09-11 点击次数：2039本文主要介绍几种应用广泛的仿真系统：1.软件简介1)vissim是离散的、随机的、以0.1S为时间步长的微观仿真模型。
在VisSim 中，车辆的纵向运动采用了心理一生理跟车模型，横向运动采用基于规(rule—based)的算法,并采用动态交通分配进行路径选择。
2)Paramics是英国Quadstone公司的微观交通仿真产品。
Paramics能适应各种规模的路网(从单节点到全国规模的路网)，能支持100万个节点、400万个路段、32 000个区域。
Paramics具有实时动画的三维可视化用户界面，可以实现单一车辆微观处理，支持多用户并行计算，具有功能强大的应用程序接口。
3)AIMSUN是西班牙TSS公司的微观交通仿真产品。
AIMSUN Simulator可以处理各种类型的交通网络，包括城市街道、高速公路和一般公路，能处理环形道路、干线道路以及混合道路网络。
作为有效的交通分析工具，AIMSUN Simu—lator能模拟自适应交通控制系统、先进的交通管理系统、车辆引导系统和公交车辆行程安排和控制系统；能对环境污染和能源消耗进行评估等4)TransModeler在继承MITSimLab模型合理结构的基础上，增加了一些新的功能。
TransModeler实现了微观仿真、准微观仿真和宏观仿真的无缝集成，可依据网络范围和仿真解析度选择合适的仿真模型。
最为重要的是，TransModeler将交通仿真模型和GIS有机结合起来，路网等空间数据存储与管理完全采用GIS数据处理方式，并且可通过数据库管理系统来管理路网等空间数据.此外,TransModeler可在GIS图形界面上微观显示车辆运行状况及详细交通状况。
2 .主要微观交通仿真模型／系统性能比较交通仿真模型对交通现况的仿真效率和精度是衡量模型质量的重要标准。
考虑到各交通仿真模型各具特色，在不同的应用环境中有着各自不同的表现。
各类交通仿真软件综合介绍
各类交通仿真软件综合介绍交通仿真软件是一类用于模拟交通流动和研究交通运输系统的计算机程序。
它们可以对各种交通情景进行建模，评估不同交通策略的效果，并提供决策支持。
下面将介绍几种常见的交通仿真软件。
1.VISSIMVISSIM是一种微观交通仿真软件，用于模拟城市、高速公路和非机动车道等不同交通环境。
它可以模拟车辆的运动和互动，包括车辆的加速、减速、变道和排队等行为。
VISSIM还具有强大的路口控制模块，可以优化信号灯配时和车道使用策略，以提高交通效率和减少拥堵。
2.TRANSIMSTRANSIMS是一种宏观交通仿真软件，用于模拟整个城市的交通流动。
它综合考虑了交通、土地使用和居民行为等因素，可以评估不同的交通策略对城市交通系统的影响。
TRANSIMS还可以用于预测交通需求和评估城市规划项目的可行性，帮助决策者做出更合理的决策。
3.SUMOSUMO是一种开源的微观交通仿真软件，可用于模拟道路网络和车辆的运动。
它具有高度可定制的特性，可以灵活地调整模型参数和仿真设置。
SUMO还支持与其他软件的集成，例如与交通信号控制软件和模型导入/导出工具的连接。
由于其开源的特点，SUMO受到了学术界和研究人员的广泛应用。
4. AimsunAimsun是一种综合交通仿真软件，用于建模和模拟城市和区域范围的交通系统。
它可以模拟道路、公共交通和行人等各种交通模式，并提供全面的评估和优化工具。
Aimsun还具有强大的可视化功能，可以直观地展示交通流动和改进措施的效果。
该软件被广泛应用于交通规划、交通管理和交通工程等领域。
5. PTV VissimPTV Vissim是一种微观交通仿真软件，由PTV Group公司开发。
它具有高度精确的模拟能力，可以模拟各种驾驶行为和交通条件。
PTV Vissim还提供了丰富的API和扩展功能，支持用户自定义模型和脚本编程。
该软件被广泛应用于交通规划、交通管理和交通安全等领域。
综上所述，交通仿真软件在交通规划、交通管理和交通工程等领域起着重要作用。
交通仿真在线评估技术及应用
交通仿真在线评估技术及应用交通仿真在线评估技术及应用一、交通仿真技术简介1、交通仿真的定义交通仿真：利用计算机仿真技术，在计算机平台上再现现实交通运行状况，或虚拟出未来交通运行的状况。
交通仿真的特点：经济性、可重复性、易用性、可控制性、快速真实性。
2、交通仿真的必要性交通现象的复杂性决定的；方案评价的需要；方案比选优化的需要。
交通系统是一个涉及驾驶员—车辆—道路—交通环境相互作用的复杂系统，既有其确定性的一面，又有随机性的一面，同时还有人的行为因素的影响。
利用交通仿真工具，可以从复杂的现象中，抽象出问题的本质，从而更便利的寻找解决问题的方法。
传统的方案评价方法的缺点：能够评价的指标比较有限、不够生动直观、无法对方案的整体效果进行全面的评价。
利用仿真工具则不可以较容易克服以上缺点，可以计算相对较多的指标。
3、仿真模型和常用软件根据交通仿真模型对交通系统描述的细节程度的不同，交通仿真可分为宏观仿真、中观仿真和微观仿真，交通仿真软件也可相应地分为这3类。
目前在国内应用比较广泛的微观交通仿真软件有VISSIM、PARAMICS；中观仿真软件有TRANSMODELER、Dynasmart；宏观仿真软件有TransCAD、Visum 等软件。
二、道路交通精细化组织方法仿真验证仿真验证的一般流程：（1）制定仿真方案在进行任何仿真研究之前，必须制定完整的仿真方案，明确仿真目标以及输出数据要求。
（2）选择仿真软件选择仿真软件是交通仿真应用中的关键环节，只有合适的仿真软件才能得出合理的结果。
因此，要调查各种仿真软件的适用范围和优缺点，根据仿真要求选择合适的仿真软件。
（3）建立仿真模型一般仿真软件默认的交通仿真模型与实际交通状况出入较大，不能直接用来仿真。
因此，要认真调查待研究的路网交通现状，掌握交通的各项参数数据，包括路网的基本构成、交通流，驾驶员特征，车辆类型、种类和构成，信号灯控制方案，检测器埋设等，利用这些数据构建路网、驾驶员、车辆等交通对象模型，并将模型输入仿真软件中。
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用“状态”的概念来描述。研究系统，主要就是研究系统状态的改变，即系统的进展或演化。研究系统 除了需要研究系统的实体、属性和活动外，还需要研究系统的环境。环境是指对系统的活动结果产生影 响的外界因素，自然界的一切事物都存在相互联系和相互影响，而系统是在外界因素不断变化的环境中 产生活动的，因此，环境因素是必须予以考虑的。系统与环境的边界是不确定的，随是建立仿真模型和进行仿真实验的技术。通常认为，系统仿真是用能代表所 研究系统的模型，结合环境（实际的或模拟的）条件进行研究、分析和实验的方法。系统仿真的过程可 通过图 12-1所示的系统、模型与计算机三个要素间的三种基本活动来描述（图 12-1）。
模型建立
系统
第十二章 交通仿真软件及其应用
前言
交通仿真（Traffic Simulation）是系统仿真技术的一个分支，就是用系统模型来复现交通流随时间、 空间变化从而表征其行为特征的技术。交通仿真模型可用于交通系统规划及控制方案的详细评估，更好 地理解并掌握交通系统局部和细节，对于较复杂的交通系统尤为适用。交通仿真技术所具备的功能，使 其在以下交通领域得以广泛应用：1）交通规划方案的详细评估；2）交通控制策略的评估；3）道路几何 设计方案的评价分析；4）交通管理系统的评价分析；5）交通新技术和新设想的测试；6）智能交通系统 的评价；7）道路交通安全分析；8）交通工程技术人员培训。当前使用较多的微观交通仿真软件有 PAR AMICS、VISSIM、TransModeler、AIMSUN、CORSIM、CUBE DYNASIM、TRAFFICWARE 等。
3. ）计算机仿真
计算机仿真是建立需研究系统的模型，进而在计算机上对模型进行实验研究的过程。计算机仿真方 法是以计算机仿真为手段，通过在计算机上运行模型来再现模拟系统的运动过程，从而认识系统规律的 一种研究方法。计算机仿真技术是以计算机科学、系统科学、控制理论和应用领域有关的专业技术为基 础，以计算机为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行分析与研究的一门新兴技术。现代计算 机仿真技术综合集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新 技术领域的知识，是系统分析与研究的重要手段。计算机仿真技术具有良好的可控性、无破坏性、安 全、可靠、不受外界条件（如气象条件和场地空域）的限制、可多次重复、高效和经济性等特点，近年 来发展十分迅速，已经成为当今众多领域技术进步所依托的一种基本手段。计算机仿真主要步骤有：问 题描述、仿真目标设定、模型建立、数据收集、仿真程序开发、标定和校准、试验设计、运行和结果分 析。
仿真试验
模型
仿真模型建立
计算机
图 12-1 系统仿真三要素及三种基本活动 可以从系统模型的角度、仿真时钟与实时时钟的关系对系统仿真加以分类。
1. ）连续系统仿真和离散事件系统仿真
系统模型按特性可分为两大类：一类称为连续系统，另一类称为离散事件系统。由于这两类系统固 有运动规律的不同，因而描述其运动规律的形式就有很大的差别，相应地，系统仿真技术也分为连续系 统仿真和离散事件系统仿真。连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统。但离散时间变化模型中的 差分模型可归为连续系统仿真范畴，因为当用数字仿真技术对连续系统仿真时，其原有的连续形式的模 型必须进行离散化处理，并最终也变成差分模型。离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生 离散变化的系统。它与连续系统的主要区别在于状态变化发生在随机时间点上，这种引起状态变化的行 为称为“事件”，因而这类系统由事件驱动。而且，“事件”往往发生在随机事件点上，亦称为随机事 件，因而离散事件系统一般都具有随机特性，系统的状态变量往往是离散化的。
本章将介绍系统仿真和交通仿真的原理和、方法、和常用的交通仿真软件及其应用。
Commented [U1]: 再现？ Commented [U2]: 模拟？
Commented [U3]: 是否应增加宏观交通仿真软件的介 绍？
第一节 交通系统仿真
一、系统仿真 仿真是当今许多学科广泛应用的先进、安全和经济的技术，军事工业、航空航天、核能等一直是仿
（一） 基本概念
1. ）系统 仿真技术应用的对象是系统。系统的定义很多，通常定义为具有一定功能，按某种规律相互联系又 相互作用着的对象之间的有机组合。社会、经济、交通都是系统，仿真所关注的系统是广义的，泛指人 类社会和自然界的一切存在、现象与过程。任何系统的研究都需要关注三个方面的内容，即实体、属性 和活动。实体是组成系统的具体对象，属性是实体所具有的每一项有效特性（状态和参数），活动是系统 内对象随时间推移而发生的状态变化。由于组成系统的实体之间相互作用而引起的实体属性变化，通常
计算机仿真中采用的模型是数学模型。“数学模型”是根据物理概念、变化规律、测试结果和经验总 结，用数学表达式、逻辑表达式、特性曲线、试验数据等来描述某一系统的表现形式。数学模型的本 质，是关于现实世界一小部分和几个方面抽象的数学“映像”。这种系统观允许对现实世界中的过程在不 同的详尽程度上进行数学描述（“编码”），从而将各种不同的模型彼被此联系起来，并将相互间的关系 隐含于数学模型之中。
真技术应用的主要领域，在军工领域，仿真技术已成为新武器系统研制与试验中的先导技术、校验技术 和分析技术。世界各国几乎所有大型研发项目，如“阿波罗”登月计划、战略防御系统、航天航空器研 制、核武器研制等，因其投资和风险巨大，在研制过程中均成功地运用了仿真技术，以较小的代价大幅 度降低了风险。系统仿真技术可应用于系统评价、系统优化、节约经费、降低试验的风险和危险、人员 培训、决策支持等。下面阐述系统仿真的几个基本概念。
2. ）模型
要进行仿真，首先要抓住问题的本质或主要矛盾，按研究的重点或实际需要对原系统进行简化提 炼，也就是建立模型。模型是对系统某些本质方面的描述，可采用各种可用的形式提供被研究系统的信 息，在所研究系统的某一侧面具有与系统相似的数学描述或物理描述，可以在不同的抽象层次上来描述 一个系统，是对真实世界中的物体或过程的抽象化和形式化。模型方法是通过研究模型来揭示原型的形 态、特征和本质的方法。