微观交通仿真模型
微观交通仿真综述
微观交通仿真综述微观交通仿真是指通过对交通系统中个体行为进行建模和仿真，以研究交通流动性、交通拥堵、出行模式等问题的一种方法。
本文将就微观交通仿真的相关研究进行综述。
微观交通仿真的研究始于20世纪60年代，最早的模型是基于离散事件模拟的交叉口控制模型。
随着计算机技术的发展，微观交通仿真也得到了快速发展。
现代微观交通仿真模型主要分为基于规则的交通模型、基于行为的交通模型和基于智能体的交通模型三种。
基于规则的模型主要是通过设定一系列交通规则和信号控制来模拟交通系统。
这类模型可以精确地模拟交通信号的控制和车辆的行驶规则，但不能反映驾驶员的个体行为。
常见的基于规则的模型有交叉口控制模型和路段控制模型。
基于行为的模型通过对驾驶员的行为进行建模和仿真，来研究交通系统中的交通流动性和交通拥堵。
这类模型将驾驶员的决策、加速度和跟车行为等因素考虑在内，能较好地模拟实际交通状况。
常见的基于行为的模型有微观交通仿真软件Paramics和Aimsun。
基于智能体的模型是较新的一类模型，它通过将驾驶员建模为具有自主决策能力的智能体，来模拟交通系统中的交通流动性和交通拥堵。
智能体的决策通常受到周围环境、动态交通信息和个体的心理构建的影响。
基于智能体的模型能够更加真实地模拟驾驶员的决策过程和个体行为，但计算复杂度较高。
近年来，基于智能体的模型在微观交通仿真研究中得到了广泛应用。
微观交通仿真技术在交通规划、交通控制和交通管理领域有着广泛的应用。
在交通规划中，微观交通仿真可以用来评估不同交通规划方案的效果，如道路改建、交通信号优化等。
在交通控制中，微观交通仿真可以用来研究不同的交通信号控制策略，以提高交通流动性和减少交通拥堵。
在交通管理中，微观交通仿真可以用来模拟交通紧急情况下的交通疏导策略，如应对交通事故、路段封闭等。
微观交通仿真是一种研究交通系统行为和性能的重要工具，能够模拟驾驶员的个体行为、交通流动性和交通拥堵情况。
它在交通规划、交通控制和交通管理等领域有着广泛的应用前景。
微观交通仿真综述
微观交通仿真综述微观交通仿真是指通过模拟和模拟交通系统的动态过程来研究交通流的行为和效果的一种方法。
它通过建立一个具有各种交通组织和技术特征的交通网络模型，以及交通参与者的行为模型，来模拟和分析交通流的运行机理和效果。
微观交通仿真已经成为交通研究中重要的工具之一，被广泛应用于交通规划、交通管理、交通设施与交通系统设计、交通政策分析等方面。
微观交通仿真模型的建立一般包括交通网络模型和交通参与者行为模型两个方面。
交通网络模型通常是基于实际交通网络的地理数据构建的，包括道路网络、交叉口、停车场等各种交通设施。
交通参与者行为模型则是描述交通参与者行为的规则和决策过程，包括车辆的加速、减速、换道等行为，以及交通信号灯的控制策略等。
在微观交通仿真中，交通流的模拟和分析是非常重要的工作。
交通流的模拟通常是基于车辆的运动模型和交通参与者行为模型，以时间步进的方式推进车辆的运动状态。
而交通流的分析则涉及到对交通流参数的计算和评估，例如交通流量、速度、密度等。
通过对交通流模拟和分析，可以获得交通系统的运行状况、效率、可靠性等信息，为交通规划和管理提供决策支持。
微观交通仿真还可以用于研究交通政策和控制策略的效果。
可以通过模拟不同的信号灯控制策略来评估其对交通流的影响，从而优化交通信号控制方案；也可以通过模拟不同的交通政策，如交通限制措施、交通费用调整等，来评估其对交通流的影响，从而制定更有效的交通管理政策。
目前，微观交通仿真已经在国内外交通研究和交通规划实践中得到广泛应用。
国内外的许多城市已经建立了自己的微观交通仿真平台，用于交通规划、交通系统设计和交通政策分析。
美国的VISSIM、AUTOSEK、Aimsun等软件，以及国内的VAPAS、SUMO、沈阳交通仿真系统等软件都是比较典型的微观交通仿真工具。
尽管微观交通仿真在交通研究和决策中有着广泛的应用，但也还存在一些挑战和问题。
交通仿真模型的建立需要大量的数据和参数，对数据的获取和处理提出了要求；交通仿真模型的运算量较大，需要高性能计算设备的支持；交通仿真模型的精度和准确性也是一个关键问题，需要通过对模型的不断修正和验证来提高。
微观交通仿真模型系统参数校正研究_以VISSIM的应用为例
收稿日期:2003212216 3国家自然科学基金资助(70122201) 教育部博士点基金资助(20020247036)微观交通仿真模型系统参数校正研究———以V ISSIM 的应用为例3孙 剑 杨晓光(同济大学 上海200092)摘 要 微观交通仿真模型在交通系统管理、控制和优化中得到广泛应用,然而大多数仿真模型参数均是针对外国的交通情况确定的,并不一定适合中国国情。
文章提出了微观仿真模型参数校正流程,以上海市北京东路V ISSIM 仿真为实例,根据实际采集的数据,运用拉丁方格法进行实验设计,对V ISSIM 的仿真参数进行了校正,指出了微观仿真模型参数校正有待改进的方面。
关键词 交通仿真模型;参数校正;V ISSIMAbstract :Microscopic simulation models have been widely used in traffic system management ,con 2trol and optimization ;however ,most of the simulation parameters are determined according to the situa 2tions in foreign countries and not always suitable for those in China.Firstly ,this paper proposes a proce 2dure for microscopic simulation model calibration.Then taking a V ISSIM simulation exam ple of Peking road in Shanghai as an example ,we have designed the experiment by using Latin Square algorithm and calibrated the simulation parameters by using the field data.Finally ,it points out the aspects that need improving.K ey w ords :traffic simulation model ;parameter calibration ;V ISSIM0 引 言交通流仿真是再现交通流运行规律,对交通系统进行管理、控制和优化的重要实验手段和工具。
基于VISSIM的微观交通仿真模型建模审核流程研究
基于 VISSIM 的微观交通仿真模型建模审核流程研究【摘要】解决交通拥堵的一个方法就是科学地应用交通模型，对城市的发展和交通出行需求等方面进行建模，并对交通政策、法规、工程方案和管理措施的效果进行科学分析和对比。
本文旨在建立一套完善的模型审查流程，通过仿真建模流程优化，规范交通建模技术流程，以便科学的支撑交通规划和管理工作。
本文以微观交通流仿真软件 Vissim 为例，建立该软件应用的交通流模型建模审查流程，具有一定的借鉴意义。
【关键词】VISSIM；交通仿真；微观模型随着中国近三十年高速的经济增长和人民生活水平的提高，交通拥堵已成为全国各城市面对的难题。
全国每年因交通不畅，运输效率低下和成本增长等因素造成的经济损失高达数百亿元。
解决交通拥堵的一个方法就是科学地应用交通模型，对城市的发展和交通出行需求等方面进行建模，并对交通政策、法规、工程方案和管理措施的效果进行科学分析和对比。
近年随着计算机性能的提高和仿真技术的发展，微观交通仿真软件能够精确描述交通流中的车辆/驾驶员的行为，从而使在计算机中对复杂的城市交通情况进行真实模拟得以实现。
城市交通流仿真模型需要很多参数来对交通流进行详细地描述，交通流仿真模型的输入参数的正确性对于模型仿真结果的精度有很大的影响，不通过复杂的工作来校正这些输入参数，模型可能会产生不真实的结果。
本文旨在建立一套完善的模型审查流程，通过仿真建模流程优化，规范化交通建模技术流程，以便科学的支撑交通规划和管理工作。
1、微观交通流仿真模型根据仿真模型描述程度的不同，交通仿真可分为宏观仿真、中微观仿真、微观仿真。
微观交通仿真描述系统的个体特性，并通过真实反映系统的所有个体特性来反映系统的总体特性。
本文以德国微观交通流仿真软件 Vissim 为例,建立该软件的交通仿真模型建模审查技术流程，以便对建设项目的交通影响分析进行审核。
2、模型审查流程再造随着我国交通影响分析制度的立法，交通模型在定量分析方面的作用越发突显，合理利用交通模型工具，发挥其在交通分析过程中的作用越来越受到业界重视。
微观交通仿真理论与实训 PPT课件(理论篇)第五章 微观仿真模型检验与标定
1.确定设施通行能力测算方法 2.获取模拟设施通行能力
3.选择通行能力影响参数
4.建立标定目标函数
5.寻找最优参数组合
6.参数微调
2
路径选择影响参数标定
全局参数标定和参数微调
3 系统特性标定
用以确定以上标定工作的综合效应
1.确定设施通行 能力测算方法
2.获取模拟设施 通行能力
3.选择通行能力 影响参数
1.确定设施通行 能力测算方法
2.获取模拟设施 通行能力
3.选择通行能力 影响参数
4.建立标定目标 函数
5.寻找最优参数 组合
6.参数微调
1 设施通行能力影响参数标定
微观仿真软件并不能直接输出设施通行能力值，需要仿真研究人员人为设置获取设施 通行能力的方法，然后统计最大小时流率。
例如：可以利用信号灯控制手段使车流排队，以获取饱和车流。 一般来说，仿真模型出现拥堵的地点应该与真实场景相同。 调试方法： ①如果没有产生真实场景中的交通瓶颈点，可以增加交通需求创建与真实场景相同的模拟 条件，标定通行能力影响参数； ②出现瓶颈点与现实场景不同，那么需要调整仿真模型中瓶颈点的通行能力。 设施通行能力的获取方法与第1步相同。
4
步骤四：仿真待标定参数评价
➢ 仿真系统涉及很多可控参数，且每一个参数都有 不同的取值范围，对每一种可能的情况都做相应 的排列组合，显然是很难应用于实际操作的。例 如，如果仿真系统有8个可控参数，每个参数取 值分为5个级别，则需要做的仿真试验有58 （390625）次。
➢ 运用优化算法实现参数的自动标定意义重大。
3
掌握微观仿真软件交通仿真机理
2 检验交通基础数据
观察仿真生成动画场景
5.1 仿真模型的检验
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。
微观交通仿真模型研究
微观交通仿真模型研究摘要: 离散事件系统仿真是现代仿真技术的主要研究热点之一,在工程技术、经济、军事等领域经常使用。
本文讨论了离散事件系统仿真的一般步骤及在交通仿真中的应用,对微观交通仿真中的部分核心仿真问题和模型进行了分析,如车辆生成,跟驰,行驶,排队模型等。
关键词: 离散事件系统排队模型微观交通仿真车辆生成引言系统仿真是以相似原理、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假想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术,相似论是系统仿真的主要理论依据。
离散事件系统是指受事件驱动,系统状态跳跃式变化的动态系统,系统的迁移发生在一串离散点上。
这种系统往往是随机的,具有复杂的变化关系,一般用流图或网络图描述。
如果应用理论分析方法难以得到解析解,甚至无法解决,无疑仿真技术为解决这类问题提供了有效的手段。
交通仿真是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用,它不仅可以表现交通流时空变化、为交通道路设计规划提供技术依据,还可以对各种参数进行比较和评价,以及对环境的影响进行评价等。
交通仿真模型可划分为宏观、中观、微观3种。
微观交通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地反映出来。
在仿真模拟交通管理的应用中,就是借助离散事件的模型研究来解决一些仿真问题的。
图1说明了离散事件系统仿真的一般步骤,同时也表明了系统建模与仿真建模的关系。
1离散事件系统仿真模型离散事件系统仿真建模的目的是要建立与系统模型有同构或同态关系的模型。
采用事件步长法仿真程序的组成,主要有以下部分:(1)仿真时钟:提供仿真时间的当前值;(2)事件表:由策划和事件调度生成的事件名称,时间的二维表,即有关未来事件的表;(3)系统状态变量:描述系统状态的变量;(4)初始化子程序:用于模型初始化;(5)事件子程序:每一类事件的服务子程序;(6)调度子程序:将未来事件插入事件表中的子程序;(7)时钟推进子程序:根据事件表决定下次(最早发生的)事件,然后将仿真时钟推进到该事件发生的时刻;(8)随机数产生子程序:产生给定分布的随机数的子程序;(9)函数子程序:用于系统性能分析的子程序;(10)统计计数器:用来存放与系统性能分析有关的统计数据的各个变量值;(11)主程序:调用上述各种子程序并完成仿真任务全过程。
立交合流区微观交通仿真模型的建立
立交合流区微观交通仿真模型的建立常 华摘 要：在立交合流区的交通研究中，微观仿真是一种重要手段。
经过大量调查实验，本文详细分析了驾驶员在立交合流区的驾驶行为。
在此基础上，本文主要探讨有关立交合流区微观交通仿真模型建立的一些工作，包括跟驰模型、换车道模型、合流模型等，为相关方面的进一步研究提供了理论依据。
关键词：立交合流区、加速车道、微观仿真、跟驰模型、可插入间隙近年来，伴随着高速公路和互通立交的大量修建，有关立交分流区和合流区的车辆运动行为研究和设计标准等方面的问题引起了许多交通工程研究人员的关注。
据调查，高速公路事故大部分发生在互通立交上，而且集中在车辆分流合流处。
比较起来，立交合流区的车辆行为比分流区更复杂，而且相关研究也颇多争议。
为了掌握车辆在立交合流区的运动规律，为几何设计和交通改善提供依据，本文探讨有关车辆在立交合流区的微观交通建模方法。
1、研究背景相对于分流，车辆在立交合流区的交通运行更加复杂。
由于立交，特别是互通立交，通常都是为了满足较高等级道路运行，车辆在立交合流区的主线上车速都比较快，一旦在此区域出现交通拥挤，或者阻塞匝道，或者影响主线车辆通行，后果都很严重。
关于立交合流区设计标准，目前的普遍共识是94年《规范》规定的加速车道长度偏短。
实际上，立交合流区不仅承担车辆速度的变换和车道转换的功能，在主线车流交通量比较大时，合流区上的加速车道也为进入主线的车辆提供等待可插入间隙的缓冲区；而且当进入合流区的匝道车辆比较多时，合流区加速车道也为过多车辆提供排队等待汇入的空间。
在这种情况下，立交合流区的交通运行就非常复杂。
由于车辆在立交合流区运动行为复杂而且随机，包括加速、寻找可插入间隙、汇入等过程，所以采用传统的研究方法，如合流等待理论、辅助车道长度模拟、运动学理论等，都有其局限性。
微观交通仿真在交通研究上的应用，为合流区交通研究提供了新的手段。
由于微观交通仿真以个体车辆为研究单位，所以能更好的模拟车辆在环境改变时的行为特性。
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2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。
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。
国内
与国外相比，由于我国交通 国情的限制，长期以来交通 仿真并未引起有关部门的重 视，随着ITS 在世界各国研究 的广泛开展，我国交通界认 识到了在我国开展ITS 研究的 重要性。与此同时，作为ITS 核心技术之一的交通仿真也 受到了极大的关注
思路及流程安排
学习com 手册 复习VB语 言 调查道 路状况 学习 VISSIM、 V3DM、 3DMAX 搜集车辆， 行人数据 V3DM、 3DMA X设计 车辆 模型
感谢学校领导对大赛的支持，专家评 委的耐心观看和评审。
搜集交 通事故 资料
VISSI M设 计路 面
VB编 程调 用控 制车 辆
制作 视频、 说明 书等
学习准备阶段
搜集资料阶段
设计调试阶段
结束阶段
VISSIM简介
VISSIM 是德国PTV 公司的产品，它是一个离散的、随机的、以10-1s 为时间步长的微观模型。车辆的纵向运动采用了基于规则的算法。不同驾 驶员行为的模拟分为保守型和冒险型。VISSIM 提供了图形化的界面，用2D 和3D 动画向用户直观显示车辆运动，运用动态交通分配进行路径选择。 VISSIM 能够模拟许多城市内和非城市内的交通状况，特别适合模拟各种城
重点难点
编程：必需掌握VB语言，学习COM手册，用VB编程调用，综合运用VB与 COM手册。 综合性强：需要熟悉多种软件的功能运用，综合运用各种软件的基本功能。 繁琐：过程重复操作较多，需要慢慢摸索，反复调整。 效果：模型制作效果不够逼真。
应用前景
基于VISSIM的交通事故仿真可以仿真多种道路条件下的各种交通事
国内外研究概况
国外
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，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。
西华大学第二届交通科技大赛答辩
课题名称：基于VISSIM的交通事故 仿真方法研究与应用 指导老师：张诗波 作 者：许 明 任 冬 邓佩知
1.交通仿真定义 交通仿真定义
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。
市交通控制系统。
主要应用有：(1)由车辆激发的信号控制的设计、检验、评价；(2)公交 优先方案的通行能力分析和检验；(3)收费设施的分析；(4)匝道控制运
营分析；(5)路径诱导和可变信息标志的影响分析等。
设计原理
小汽车 面包车 货车 拖挂车 ……
路面 车道 绿化带
乘客 驾驶员
调用、控 制车辆
车辆模型
故，不要复杂的动力学公式，能够快速的使交通事故再现，直观简单的
了解交通事故的原由，提供形象直观的视觉效果，极大程度的实现了人 机结合，研究成果可以作为初步的视频演示平台，其应用范围广泛，值 得极大的关注。
首先由衷感谢张诗波老师自始至终的 指导的帮助，才得以顺利的完成本次课题 任务。 李慧老师在此次课题中也给予了我们 很多帮助和支持，在此特别感谢他。
道路模型
行人模型
VB编程
编程界面
操作界面
VISSIM车 辆碰撞
创新特色
突破传统：突破VISSIM常用的信号控制、交通通信能力评价，数据分析 等传统功能，利用VISSIM的3D动画直观的模拟交通事故。
效果直观：VISSIM的3D效果简单直观。 操作易学：VISSIM是专门的交通仿真软件，模拟交通事故跟容易，快速。 集百家之长：综合运用了VISSIM、3DMAX、V3DM软件的基本功能，取 长补短。