-道路交通仿真模型与方法
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3
国外道路交通仿真系统
20世纪60年代以来，国外交通仿真系统得到了较 大发展。目前，公开发表的道路交通仿真软件已 有近百个，有一定应用的软件系统也有数十个。
交通仿真软件的新用途是为智能交通系统(ITS)提 供论证手段。ITS应用的一个重要特点是要考察 整个网络的全局效果，近年来，针对ITS开发的 软 件 主 要 有 DYNASMART 、 VISSIM 、 INTEGRATION 、 MITSIM 、 THOREAU 、 TRANSIMS、WATSIM与PLANSIM-T。
4
交通仿真系统的用户群分类
基础设施的运营者与决策者 地方、公路交通部门当局(政府) 私人停车经营者 公交经营者 车辆控制 驾驶员与乘客 各类货物运输者与货主 设计与咨询机构
5
通用交通仿真软件
要在参考前人文献和研究现有模型的基础上， 确定系统的总体设计思想和要达到的主要目标 ; 需要开发具有个性的模型，以实现新的功能或 纠正已有模型的缺陷 ; 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。
二者兼有 AIMSUN2 CORSIM FLEXSYT II INTEGRATION MELROSE MICROSIM MITSIM PARAMICS PLANSIM-T TRANSIMS VISSIM
其他 ANATOLL PHAROS SHIVA SIMDAC
9
10
11
12
13
14
应用规模
第六章 道路交通仿真
1
引言
交通仿真是研究运用现代计算机技术再现实际交通系 统的特性、分析交通系统在各种设定条件下的可能行 为以寻求现实交通问题最优解的一种手段，也是评价 运输设施各类运用设计方案效果的有效方法。
美国是仿真技术及系统发展最快、应用最广泛的国家。 1967年，美国成立了计算机仿真学会(Society for Computer Simulation)，推动了仿真技术在美国的发 展和应用。
德国
美国
芬兰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加拿大
德国
美国
英国
英国
美国
英国
德国
8
微观交通仿真软件的适用范围
城市交通 CASIMIR DRACULA HUTSIM MICSTRAN NETSIM PADSIM SIGSIM SIMNET SITRA-B+ SITRAS THOREAU NEMIS
高速公路 AUTOBAHN FREEVU FRESIM MIXIC SISTM
6
研究型和商业型交通仿真软件的区别
研究型的软件主要是给开发者自己用的，而商业 型的软件是给用户用的，两者的区别并不在于是 否市场上有得卖。
研究型的软件强调的是想法和模型的创新，而不 是软件的用户界面和使用价值。
商业软件的基本要求是：包罗最新交通仿真模型， 研究证明了的先进功能和竞争产品所具有的主要 功能；能够切实为交通规划和交通工程人员提供 一个解决实际问题的仿真工具；提供适用的用户 界面和数据接口，方便大多数用户以较低成本把 仿真模型作为他们的一种分析工具。
通过限制行驶速度、让行、可变信息标志、线路引导标志刻画。
可仿真模型* 87% 35% 77% 26% 65% 26% 61% 19% 58% 13% 52% 10% 42%
仿真追求的两大目标是大型网络与巨量交通流量，要 在道路网络内建立能够兼顾宏观与微观模型优点的交 通流动态运行模型。
2
对交通系统的仿真研究可以分为三个层次：宏观仿真、 中观仿真与微观仿真。 宏观仿真着重从全局角度来研究系统特性。宏观仿真 模型中，交通流被视为一个可压缩的媒体或流体，交 通流的运动按照流体机制来处理。宏观仿真通过流量密度关系来控制交通流的运行，模型中不追踪单个车 辆的移动。 微观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。 微观模型包括三个重要方面：车辆移动基本规则(跟车 模型与换道模型)、服务优先规则和信号约束规则。
7
软件名称 AIMSUN2 ANATOLL AUTOBAHN CASIMIR CORSIM DRACULA DYNEMO FRESIM HUTSIM INTEGRATION MICROSIM MITSIM PARAMICS SUTURN TRANSIMS TRIPS VISSIM
开发单位 卡特伦亚理工大学 设备技术研究中心 奔弛咨询公司 国家交通研究所 联邦公路局 利兹大学交通研究所
主要通过冲突区及其相互作用来判断； 通过对道路上非期望事件出现的判断来描述 通过车辆速度-加速度行为刻画； 通过车辆尺寸、重量、优先级等刻画； 通过机械方法或加速率的改变来刻画； 通过车道分段、让行、交织区等刻画。 通过固定地点/区域停车场状态扫描来刻画； 通过固定某类车辆行驶线路来刻画； 通过自行车及其对机动车的影响来评价；
大部分软件可在PC机或UNIX系统上运行。有个别在 VAX 和RE6000机以及SUN机上运行。 微观仿真模型应用规模取决于计算机性能。
小规模：20km, 50个节点， 1000辆车； 大规模：200以上节点， 数千辆车； MICROSIM 、 PLANSIM-T 与 PARAMICS 可 以 模 拟 3000个节点、100万辆车(需用到并行计算机)。 计算速度取决于路网大小和计算机性能。一般来说仿 真软件的运行速度为实际时间的1～5倍。更快一些可 达到15~20倍，但也有慢于实际时间的。
15
微观仿真软件能够描述的交通现象
交通现象 排队 路傍停车 交织运行 行人约束 突发事件 天气条件 车辆类别 发动机模型 环岛 停车场搜索 公共交通 自行车/摩托车 交通镇静措施
描述方法 通过可利用空间约束、跟车及换道刻画； 通过特定节点、路段上车辆的状态来刻画；
通过强制换道、特定换道模型、决策规则、换道逻辑等刻画；
Deutsche Automobilgesellschaft mbH 联邦公路局 赫尔辛基理工大学 皇后大学交通教研室 科隆大学并行计算中心 麻省理工学院 爱丁堡并行计算中心与卡斯通有限公司 利兹大学交通研究所 罗阿拉莫斯国家实验室 MVA公司 PTV系统软件与咨询公司
国家
西班牙
法国
德国
法国
美国
英国
国外道路交通仿真系统
20世纪60年代以来，国外交通仿真系统得到了较 大发展。目前，公开发表的道路交通仿真软件已 有近百个，有一定应用的软件系统也有数十个。
交通仿真软件的新用途是为智能交通系统(ITS)提 供论证手段。ITS应用的一个重要特点是要考察 整个网络的全局效果，近年来，针对ITS开发的 软 件 主 要 有 DYNASMART 、 VISSIM 、 INTEGRATION 、 MITSIM 、 THOREAU 、 TRANSIMS、WATSIM与PLANSIM-T。
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交通仿真系统的用户群分类
基础设施的运营者与决策者 地方、公路交通部门当局(政府) 私人停车经营者 公交经营者 车辆控制 驾驶员与乘客 各类货物运输者与货主 设计与咨询机构
5
通用交通仿真软件
要在参考前人文献和研究现有模型的基础上， 确定系统的总体设计思想和要达到的主要目标 ; 需要开发具有个性的模型，以实现新的功能或 纠正已有模型的缺陷 ; 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。
二者兼有 AIMSUN2 CORSIM FLEXSYT II INTEGRATION MELROSE MICROSIM MITSIM PARAMICS PLANSIM-T TRANSIMS VISSIM
其他 ANATOLL PHAROS SHIVA SIMDAC
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应用规模
第六章 道路交通仿真
1
引言
交通仿真是研究运用现代计算机技术再现实际交通系 统的特性、分析交通系统在各种设定条件下的可能行 为以寻求现实交通问题最优解的一种手段，也是评价 运输设施各类运用设计方案效果的有效方法。
美国是仿真技术及系统发展最快、应用最广泛的国家。 1967年，美国成立了计算机仿真学会(Society for Computer Simulation)，推动了仿真技术在美国的发 展和应用。
德国
美国
芬兰ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
加拿大
德国
美国
英国
英国
美国
英国
德国
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微观交通仿真软件的适用范围
城市交通 CASIMIR DRACULA HUTSIM MICSTRAN NETSIM PADSIM SIGSIM SIMNET SITRA-B+ SITRAS THOREAU NEMIS
高速公路 AUTOBAHN FREEVU FRESIM MIXIC SISTM
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研究型和商业型交通仿真软件的区别
研究型的软件主要是给开发者自己用的，而商业 型的软件是给用户用的，两者的区别并不在于是 否市场上有得卖。
研究型的软件强调的是想法和模型的创新，而不 是软件的用户界面和使用价值。
商业软件的基本要求是：包罗最新交通仿真模型， 研究证明了的先进功能和竞争产品所具有的主要 功能；能够切实为交通规划和交通工程人员提供 一个解决实际问题的仿真工具；提供适用的用户 界面和数据接口，方便大多数用户以较低成本把 仿真模型作为他们的一种分析工具。
通过限制行驶速度、让行、可变信息标志、线路引导标志刻画。
可仿真模型* 87% 35% 77% 26% 65% 26% 61% 19% 58% 13% 52% 10% 42%
仿真追求的两大目标是大型网络与巨量交通流量，要 在道路网络内建立能够兼顾宏观与微观模型优点的交 通流动态运行模型。
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对交通系统的仿真研究可以分为三个层次：宏观仿真、 中观仿真与微观仿真。 宏观仿真着重从全局角度来研究系统特性。宏观仿真 模型中，交通流被视为一个可压缩的媒体或流体，交 通流的运动按照流体机制来处理。宏观仿真通过流量密度关系来控制交通流的运行，模型中不追踪单个车 辆的移动。 微观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。 微观模型包括三个重要方面：车辆移动基本规则(跟车 模型与换道模型)、服务优先规则和信号约束规则。
7
软件名称 AIMSUN2 ANATOLL AUTOBAHN CASIMIR CORSIM DRACULA DYNEMO FRESIM HUTSIM INTEGRATION MICROSIM MITSIM PARAMICS SUTURN TRANSIMS TRIPS VISSIM
开发单位 卡特伦亚理工大学 设备技术研究中心 奔弛咨询公司 国家交通研究所 联邦公路局 利兹大学交通研究所
主要通过冲突区及其相互作用来判断； 通过对道路上非期望事件出现的判断来描述 通过车辆速度-加速度行为刻画； 通过车辆尺寸、重量、优先级等刻画； 通过机械方法或加速率的改变来刻画； 通过车道分段、让行、交织区等刻画。 通过固定地点/区域停车场状态扫描来刻画； 通过固定某类车辆行驶线路来刻画； 通过自行车及其对机动车的影响来评价；
大部分软件可在PC机或UNIX系统上运行。有个别在 VAX 和RE6000机以及SUN机上运行。 微观仿真模型应用规模取决于计算机性能。
小规模：20km, 50个节点， 1000辆车； 大规模：200以上节点， 数千辆车； MICROSIM 、 PLANSIM-T 与 PARAMICS 可 以 模 拟 3000个节点、100万辆车(需用到并行计算机)。 计算速度取决于路网大小和计算机性能。一般来说仿 真软件的运行速度为实际时间的1～5倍。更快一些可 达到15~20倍，但也有慢于实际时间的。
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微观仿真软件能够描述的交通现象
交通现象 排队 路傍停车 交织运行 行人约束 突发事件 天气条件 车辆类别 发动机模型 环岛 停车场搜索 公共交通 自行车/摩托车 交通镇静措施
描述方法 通过可利用空间约束、跟车及换道刻画； 通过特定节点、路段上车辆的状态来刻画；
通过强制换道、特定换道模型、决策规则、换道逻辑等刻画；
Deutsche Automobilgesellschaft mbH 联邦公路局 赫尔辛基理工大学 皇后大学交通教研室 科隆大学并行计算中心 麻省理工学院 爱丁堡并行计算中心与卡斯通有限公司 利兹大学交通研究所 罗阿拉莫斯国家实验室 MVA公司 PTV系统软件与咨询公司
国家
西班牙
法国
德国
法国
美国
英国