道路交通仿真
交通仿真实验报告
交通仿真实验报告1. 引言交通仿真是通过模拟真实道路交通环境来研究交通流动规律的一种方法。
本文旨在通过交通仿真实验来探讨交通拥堵的产生原因，并提出相应的改善措施。
2. 实验目的本次实验的目的是通过仿真模拟交通流动情况，分析交通拥堵的产生原因，并研究改善措施，从而为实际交通管理和规划提供参考。
3. 实验环境和工具本次实验使用了MATLAB软件来进行交通仿真。
MATLAB是一种常用的科学计算软件，它具有强大的数据处理和可视化分析能力，非常适合用于交通仿真实验。
4. 实验步骤4.1 数据收集首先，我们需要收集实际交通流动的数据，包括车辆数量、车速、车道宽度等信息。
这些数据可以通过交通摄像头、交通流量统计仪等设备来获取。
4.2 地图建模根据收集到的数据，我们可以使用MATLAB来建立交通仿真的地图模型。
地图模型应该包括道路、车辆和交通设施等元素，以尽可能真实地模拟实际交通情况。
4.3 交通流动仿真在地图模型建立完成后，我们可以进行交通仿真实验了。
通过设置不同的道路条件和车辆行为参数，观察交通流动情况，并记录相关数据。
4.4 数据分析在完成交通仿真后，我们可以对实验数据进行分析。
通过分析车辆密度、车速、道路容量等指标，可以找出交通拥堵产生的原因，如道路狭窄、车辆行为不当等。
4.5 改善措施根据实验数据分析的结果，我们可以提出相应的改善措施。
例如，如果发现道路狭窄导致交通拥堵，可以建议改扩建道路；如果发现车辆行为不当导致交通拥堵，可以建议加强交通法律法规的宣传和执行。
5. 结果与讨论根据实验数据分析的结果，我们可以得出交通拥堵产生的原因和相应的改善措施。
同时，我们还可以讨论交通仿真的局限性和不足之处，并提出进一步改进的建议。
6. 结论通过本次交通仿真实验，我们深入了解了交通拥堵的产生原因，并提出了改善措施。
交通仿真在交通管理和规划中具有重要的应用价值，可以帮助我们更好地理解和改善交通流动情况。
7. 参考文献[1] Smith, M. J. (1995). Traffic flow fundamentals. Transportation Research Part B: Methodological, 29(2), 145-160.[2] Treiber, M., Hennecke, A., & Helbing, D. (2000). Congested traffic states in empirical observations and microscopic simulations. Physical Review E, 62(2), 1805-1824.[3] 王晓晖. (2010). 基于交通仿真的交通流动研究[D]. 吉林大学.以上是本次交通仿真实验报告的详细内容。
交通仿真基础知识
宏观仿真所需计算机内存，计算速度快。
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➢ 微观交通仿真
微观交通仿真模型以跟车模型为基础，追踪每 个车辆的移动过程。在微观模型中，车辆的移 动由驾驶员的特性、车辆性能、车辆周围的环 境和道路几何条件来决定。
➢ 2 0 世纪 80年代末至现在 随着 20 世纪80年代末和90年代初国外工TS研究的日益 热门，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，交通仿真研究达到前所未有的高，出现 了一大批评价和分析ITS系统效益的仿真软件系统。
➢ 交通仿真系统发展趋势
应用规模和范围扩大 新的仿真方法与技术涌现 计算能力增强 编程方法改进 表现方法丰富 开放的仿真环境建立 控制系统仿真、交通需求仿真 面向智能交通仿真系统的开发
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➢ 中观交通仿真模型
中观交通仿真模型既可以描述宏观交通流模型中采用 的时间与空间维状态特性(如密度、流量与速度)，又 可以保留微观模型中的核心数据，如特性各异的单个 车辆的运行结果，如实际速度、旅行时间和旅行距离 等。
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3、国外交通仿真研究概况
➢ 2 0 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，模型多采用宏观模型，模型的灵活 性和描述能力较为有限，仿真结果的表达也不够理想， 这也是当时的计算机性能决定的。
➢ 模型确认
实际问题
模型标定
流程图 程序代码
有效性检验 模型校验
模型标定，以现场数据作为输入，检验输出结果实际 的观测结果相吻合，重点是输入变量。
有效性检验，其余未使用的现场数据输入仿真程序， 将计算结果与相应的观测结果进行比较。
《道路交通系统建模与仿真》教学大纲
课程目标与意义
这一部分将讨论学习《道路交通系统建模与仿真》的目标和意义，包括提高 道路交通规划和管理的效率，减少交通拥堵和事故，提高交通系统的可持续 性。
课程内容和安排
在这部分，我们将介绍《道路交通系统建模与仿真》课程的具体内容和学习安排，包括道路交通流量模型、交 通信号控制、交通仿真软件等。
课我们将分享学习《道路交通系统建模与仿真》所需的资源和支持，包括教授办公时间、学术论坛、 在线学习平台等，为学生提供全方位的学习支持。
这一节将介绍本课程的教材和参考资料，包括经典教材和学术期刊文章，帮助学生深入理解道路交通系统建模 和仿真的理论和方法。
课程评估方法
在本节中，我们将讨论《道路交通系统建模与仿真》课程的评估方法，包括作业和项目评估，以及期末考试和 课堂参与度等。
教学方法和策略
这一部分将介绍本课程的教学方法和策略，包括理论讲解、实例分析、课堂讨论和实践项目，帮助学生从多个 角度学习道路交通系统建模和仿真。
《道路交通系统建模与仿 真》教学大纲
这是一门关于道路交通系统建模与仿真的课程，通过学习本课程，您将了解 到道路交通系统的基本原理和方法，并学会应用模型和仿真技术来分析和解 决道路交通问题。
大纲介绍
本节将介绍《道路交通系统建模与仿真》教学大纲的重要性和背景，以及本 课程如何帮助学生提升道路交通领域的建模和仿真能力。
交通系统仿真实验报告
道路交通系统仿真实验实验一 VISSIM班级：08交通工程学号：120081501131 姓名：王两全一、实验目的1．掌握用VISSIM绘制简单的路网;2．掌握如何给路网添加基本的路网元素（如：信号灯、路径决策、冲突区域、优先规则、公交站点等）；3．掌握对仿真模型进行指标评价，包括行程时间、延误、排队长度以及相关参数的设置。
二、实验设备1．硬件要求：装有VISSIM的PC机一台；2．系统要求：能在Windows 2000、XP和VISTA环境下运行；三、实验要求在VISSIM中构建一个平面信号控制交叉口模型，不考虑行人和非机动车，具体要求见试卷。
四、实验内容与步骤1．绘制路网（1）根据实验要求导入背景图；（2）按照每车道宽3.5m设置比例尺参数，根据背景图绘制一个T形交叉口（北进口封闭），交叉口宽度：南北：45m、东西99m；（3）初步路网结果图.2．添加路网元素（1）对绘制好的路网标明车道方向；（2）输入车辆数：400辆/车道小时；（3）信号配时；（4）设置行驶路径决策；（5）设置一条跨越交叉口的公交线路并设置两种不同的公交站点：港湾式和路边式；（6）设置冲突区域。
（7）添加路网元素后的结果3．设置仿真评价指标（1）行程时间；创建时间检测，并在“评价->文件”进行行程时间检测设置。
（2）延误；（3）排队长度。
1．信号控制2．冲突区域通过该实验巩固了初步使用VISSIM对一个完整路网的构建，对Vissim 的各个功能有更深刻的了解。
但由于实验过程中可能有一些小细节出错了，导致两种控制方式的评价指标结果都一样，通过多次的调试仍然未找出错误的地方，这是该实验遗憾的地方。
理论上讲，该试验的交叉口可以看成是主干道与次干道的相交（东西为主干道，南北为次干道且），而且该交叉口的流量比较小，粗略判断应该是冲突区域控制会比信号控制更加优越。
同时，此次实验为我们以后自己动手进行交通仿真做了很好的铺垫。
交通模拟仿真方案
交通模拟仿真方案交通模拟仿真方案是一种通过计算机技术和虚拟现实技术，对交通系统进行模拟和仿真的方法。
它可以帮助交通规划者和决策者更好地理解和评估交通系统的运行情况，从而提供科学有效的交通管理和规划方案。
首先，交通模拟仿真方案可以模拟城市交通流量分布和交通情况。
通过收集和整理大量的交通数据，利用计算机程序模拟出真实的道路网络和交通流动情况。
这样一来，交通规划者可以直观地观察到不同时段、不同区域的交通状况，了解道路拥堵情况和交通瓶颈，为制定交通管理方案提供科学依据。
其次，交通模拟仿真方案可以评估不同交通管理和规划方案的效果。
通过对模拟结果进行分析和比较，可以量化不同措施对交通系统的影响，预测改善方案的效果。
例如，可以模拟不同的交通信号灯配时方案，通过比较各种方案的交通运行指标，选择最佳的信号灯配时方案。
这样可以提高交通系统的效率，减少拥堵和交通事故的发生。
此外，交通模拟仿真方案还可以用于紧急情况下的交通疏导。
在突发事件或大型活动期间，交通流量往往会剧增，给交通管理带来极大挑战。
通过模拟仿真，可以提前预测交通拥堵的位置和程度，制定相应的交通疏导方案，减少交通事故和交通阻塞的发生，保障交通系统的正常运行。
最后，交通模拟仿真方案还可以用于交通教育和培训。
通过模拟仿真系统，可以为驾驶员和交通管理人员提供真实的交通环境和场景，让他们在安全的虚拟环境中进行训练和学习。
这样可以提高驾驶员的驾驶技能和交通管理人员的应急处理能力，降低交通事故的发生率。
总之，交通模拟仿真方案在交通管理和规划领域具有重要的应用价值。
它可以提供科学准确的交通数据和分析结果，帮助决策者制定合理高效的交通管理方案。
随着技术的不断发展，交通模拟仿真方案将会越来越普及，并在交通领域发挥更加重要的作用。
道路交通系统的虚拟仿真优化方法
道路交通系统的虚拟仿真优化方法道路交通系统的虚拟仿真优化方法道路交通系统的虚拟仿真优化方法可以通过以下步骤进行：步骤1：收集交通数据首先，需要收集各种交通数据，包括道路网络拓扑结构、车辆信息、交通流量、信号控制策略等。
可以通过传感器、监控摄像头、移动设备等多种方式来获取数据。
步骤2：建立仿真模型基于收集到的交通数据，需要建立一个准确的仿真模型。
这个模型应该能够准确地模拟现实世界中的交通状况，包括车辆在道路上的行驶、路口的交通信号控制、交通拥堵等情况。
步骤3：验证模型的准确性在建立好仿真模型之后，需要对模型进行验证。
可以将模型的仿真结果与实际交通数据进行对比，以验证模型的准确性。
如果发现模型存在偏差，则需要对模型进行调整和改进，直到模型能够准确地反映现实交通状况。
步骤4：制定优化目标在进行虚拟仿真优化之前，需要明确优化的目标。
例如，可以优化交通流量，减少交通拥堵，提高道路利用率等。
根据不同的目标制定相应的优化指标。
步骤5：设计优化算法根据制定的优化目标，需要设计相应的优化算法。
这些算法可以基于数学模型、启发式算法、机器学习等方法。
常见的优化算法包括遗传算法、模拟退火算法、神经网络等。
这些算法可以通过迭代计算，逐步优化交通系统的性能。
步骤6：实施优化策略根据设计的优化算法，需要在虚拟仿真环境中实施优化策略。
通过模拟不同的交通控制策略、调整路网结构等，评估这些策略对交通系统性能的影响。
根据仿真结果，选择最优的策略进行实际交通系统的优化。
步骤7：评估优化效果在实施优化策略之后，需要评估优化效果。
可以通过仿真结果的对比分析，评估优化前后交通系统的性能差异。
如果优化效果不理想，可能需要进一步调整优化策略或算法。
步骤8：优化策略的实际应用最后，将优化策略应用于实际的交通系统中。
根据虚拟仿真的结果，可以制定具体的交通管理措施，改善现实中的道路交通状况。
综上所述，道路交通系统的虚拟仿真优化方法可以通过收集交通数据、建立仿真模型、验证模型准确性、制定优化目标、设计优化算法、实施优化策略、评估优化效果以及实际应用等步骤来完成。
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。
交通系统仿真技术
交通系统仿真技术交通系统仿真技术是一种常用于分析交通系统运行情况的工具，它通过模拟交通场景，分析交通流量、路况、车辆行驶等情况，从而提供决策支持和优化方案。
本文将从交通系统仿真技术的基础、应用、优势和不足四个方面进行论述，以期对该技术的认知有更全面的了解。
一、交通系统仿真技术的基础交通系统仿真技术主要包括以下基本元素：1. 地图：地图是交通场景的基本支撑，它包括道路、交叉口、车流、行人、建筑等要素;2. 车辆模型：车辆模型是交通场景中最基本的元素，它包括车辆的转向、加速度、制动力等参数，用于描述车辆的行驶特征;3. 驾驶行为：驾驶行为是指车辆驾驶员的行为模式，包括车辆与车辆之间的跟驰、并线、减速、加速等过程;4. 交通控制：交通控制是指交通信号灯、标志、标线等设施，用于管理和控制车辆行驶。
二、交通系统仿真技术的应用交通系统仿真技术广泛应用于城市交通规划、道路设计、交通流量控制、交通事故预防、公共交通优化等方面。
这里举几个典型的应用场景：1. 交通规划：仿真技术可以提供城市交通开发规划、路网优化等方案，预测各项指标的变化情况，提升交通系统的效率和安全性;2. 道路设计：仿真技术可以通过道路宽度、车道数量、弯道半径等参数调整，设计出更合适的道路，降低交通压力，提高道路通行能力;3. 交通流量控制：仿真技术可以通过对城市道路交通瓶颈、高峰时段、道路拥堵等情况模拟，预测未来交通流量变化，从而及时采取交通管制措施，优化交通流量;4. 交通事故预防：仿真技术可以模拟预测交通事故发生的概率，提供安全行车建议，针对潜在的交通事故危险进行预防;5. 公共交通优化：仿真技术可以通过优化公共交通车网、改善公交车站等方式，优化公共交通系统的出行速度，提高乘客的出行感受。
三、交通系统仿真技术的优势交通系统仿真技术具有以下优点：1. 安全：交通仿真技术可以对交通运行情况进行模拟分析，模拟出各种可能的交通事故，从而提前采取应对措施，降低事故发生风险，提高交通安全性;2. 节约成本：交通仿真技术可以减少现场实验和试验极端情况的成本和工作量，并进行低成本的试验，不会影响实际道路交通;3. 高效：交通仿真技术能够快速构建交通场景和模型，并进行快速评估，加快决策流程，并提高各种工作效率;4. 可视化：交通仿真技术可以将模拟结果以可视化形式展示出来，对于决策者和公众来说更加直观、易于理解。
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1、系统---系统是指相互作用的对象的有机结合。
系统的特点在于其整体性及相关性。
系统中被研究的对象或元素成为实体，实体的有效
特征称为属性。
实体、属性和活动是组成系统的三个要素。
2、按系统状态的变化是否连续可分为连续和离散两种系统。
若一个系统的状态随时间连续变化，就称为连续系统。
连续系统的动态特性
可以用微分方程或一组状态方程来描述，也可以用差分方程或一组离散状态方程来描述。
若系统的状态变化只在时间的的离散时刻发生，而且往往又是随机的，这样的系统就成为离散系统。
如加油站系统等，这类系统一般规模庞大、结构复杂，很难用方程来表示，其动态特征只能用流程图、网络图或表格来表示。
3、根据模型的表示方式可以将模型分成物理模型和数学模型。
物理模型又称实体模型，是实际系统在尺寸上缩小或放大后的相似体。
数
学模型是实际系统的一种数学描述，是用符号和数学方程式来表示系统的模型或者用说明文字、框图、流程和资料等形式对实际系统的描述。
4、系统仿真是根据被研究的真实系统的模型，利用计算机进行实验研究的一种方法。
5、系统仿真三要素：系统、模型、计算机。
联系着三要素的三个基本活动：系统模型的建立、仿真模型的建立、仿真试验。
6、建立系统的数学模型称为一次建模，将建立的数学模型转变为能够在计算机上运行或或试验的仿真模型称为二次建模。
仿真试验只仿
真模型的运转和计算。
7、
到达模式：只顾客（临时实体）按怎样的规律到达，一般用到达时间间隔的统计特征来描述。
服务机构:指同一时刻有多少服务台
（永久实体）可以接纳临时实体，其服务时间也具有一定的分布特征。
排队规则：即服务台完成当前的服务后，从队列中选择
下一个实体服务的原则。
8、排队系统的特征量详见课本46页
9、根据仿真模型对交通系统描述细节程度的不同，道路交通仿真可以分为宏观仿真、中观仿真和微观仿真。
在宏观交通流仿真模型中，交通流被看做连续流，个体车辆不单独标识。
中观交通仿真在宏观交通网络的基础上，将个体车辆放入宏观交通流中进行分析，根据模拟的需要，对特定车辆的速度、位置及其它属性进行标识，或对个体车辆进行分组，再对每组车辆的速度、位置及其他属性进行标识。
微观交通仿真把每辆车作为一个研究对象，对所有个体车辆都进行标识和定位。
10、双流模型-------双流理论认为，交通流中的车辆可以分为两类：运行车辆和停车车辆，即两股车流。
后者包括哪些在交通流中体制运行
的车辆，但不包括交通流以外的车辆，图停放在停车场的车辆。
双流模型的提车基于如下两个基本假设：（1）路网中车辆的平均运行速度与路网中正处于运动状态的车辆成正比。
（2）北侧是车辆在路网中停车时间与运行时间之比等于同一时段路网中所有车辆的平均停车时间与运行时间之比。
11、公路系统中的平面交叉口按管控方式可以分为信号交叉口、无信号交叉口和环形交叉口三类。
车辆的优先等级如下：
十字型：①主路直行车流及右转车流；②次路右转车流③主路左转车流④次路直行车流⑤次路左转车流
T型交叉口：①主路直行车流及右转车流②次路右转车流③主路左转车流④次路左转车流
环型交叉口：①右转车流②绕环和出环车流③入环车流
12、车辆跟驰模型-----------详见课本134页
13、城市快速路是指为机动车辆服务，解决城市大距离快速交通的汽车专用道路。
快速路在特大城市或大城市中设置，主要联系市
区各主要地区、市区和主要的近郊区、卫星城镇、主要对外公路，具有较高车速和大的通行能力。
14、城市快速路的主要特征：（1）只准汽车行驶，禁止行人和非机动车进入快速车道（2）每个行车方向至少有两条机动车道，中间设置
宽度不小于1m的中间分隔带。
（3）大部分交叉口采用立体交叉（人行横道亦应设立体交叉）。
（4）控制快速车道的出入口，车辆只能在指定的地点进出。
（5）计算行车速度为80km/h或60km/h
15、工具奥车辆减速近战开始时刻的界定------------要分析公交车辆的减速进站过程首先要对公交车辆减速进展的开始时刻进行定义，两种
方法：
（1）事先确定一个边界值L，如果公交车辆与停靠站的距离小于边界值L，就认为公交车已经开始进站；（2）事先确定一个极小界定值d0，然后根据当前公交车的车速、该公交车型的正常减速度（即车辆可平稳减速的减速度值）计算公交车的减速停车
距离d停并进行判断：①d停是否大于d0？②d是否小于d0？其中d为当前公交车距站台距离。
若上述两个条件中有一
个满足，则认为该公交车已经开始进站。
比较而言后一种方法较为合理，考虑了公交车的当前速度、位置以及放映车辆性能的减速度；而第一种虽直观但由于受道路情况和车辆性能的影响，边界值难以准确确定。
16、。