第十一章 计算机交通模拟技术

二、交通模拟的一般步骤
⑴ 待模拟问题的宏观描述; ⑵ 研究经验描述; ⑶ 研究问题的数量刻画。
着重处理相互关联的三个问题：① 输入；② 处理过程；③ 输出。 输入数据通常包括交通设施的设计因素、交通流的组成、交通行为 的准则和控制类型、环境条件。 输出结果数据很明显是根据不同问题而确定的一些不同的有效测度 指标。通常会包括如下有效测度指标的一个或若干个：运行时间、延误、 通行能力、服务水平、油耗、事故数、事故率、尾气污染、噪声污染、 排队长度、停车次数、停车率等。
机自动产生与实际待模拟系统具有相同分布特征的 伪随机数。并且通过对伪随机数的排序、检验形成 随时间变化而变化的随机变量，经过计算机的数字 运算、逻辑推演来模仿真实系统，由此形成系统中 诸影响因素间的数值关系或动态再现。
二、计算机模拟产生的背景及意义
物理模型——实物模型 ：如设计道路的设计图、 设计信号配时的时-空图等 ；
第十一章 计算机交通模拟技术
简介
交通模拟技术在分析、评价公路运输系统及 其构成单元中起主要角色。它们通常与其它诸如 供给—需求分析、通行能力分析、交通流模型、 跟车理论、波动理论等分析方法相结合来构造复 杂的公路运输子系统，或一些子系统经过相互作 用而组成的大系统的模拟框架。这些子系统可以 是单个的信号交叉口、无信号交叉口、居住区或 商业中心区的交通密集路网、线控或网控信号系 统、高速公路、乡村双车道公路或多车道公路系 统。
导致的变化结果，从而演示个别具体变量如何作用于系统。 (5) 不仅能够得到关于时空序列方面的平均值，而且还能得到其具
体变化值。 (6) 可以在真实时间环境下研究系统，还可以在改变了时间的环境
下研究系统。例如既可以压缩时间，又可以扩展时间。 (7) 具有危险性的实验过程，可以通过模拟使操作者在没有危险的
公路运输系统中计算机模拟工作最早出现在20世纪50年 代。50年代以研究交叉口延误为目标的确定性、微观、时间驱 动软件“GOOD”的问世，标志着人们已经着手用计算机进行交 通模拟。
60年代(单一行为的模拟) , 1962年出现了模拟交通流行为 (Traffic Performance)的宏观确定性模拟软件NPL；模拟交通控 制(Traffic Contro1)的随机性微观时间驱动程序LWEIS；模拟车 辆延误(Vehicular Delay)的随机性微观时间驱动程序KELL； 1963年出现了模拟T型交叉口排队(Queuing at“T”Junction)的 模拟程序ArlKEN；模拟停车信号下排队情况的EVANS程序；
(12) 可以处理随时间或空间因素变化而变化的需求。
(13) 还可以建立独特的模型来处理不服从传统数学分布规律而不 常用的到达分布、服务时间分布等交通流构形。
三、计算机模拟的形式
按模型分类 ：数学模型的模拟和物理模型的模拟。数 学模型中若含有时间因素，则称之为动态模型，否则称为静 态模型。模型的建立方法，实测数据回归关系式或理论推演。
由于计算机模拟模型是理论推演、抽 象出来的，而一些基本数据则来自现场实 测，而且利用计算机模拟方法能产生很多 象实测法那样得到的交通数据。
五方面的优点
① 节省巨额调查费用 ； ② 安全性 ； ③ 快速真实性 ； ④ 扩展研究范围 ； ⑤ 可控制性 。
(1) 交通模拟技术可以使用于其他分析方法都不能奏效的交通问题。 (2) 能脱离真实系统，而不是必须在现实系统中反复进行交通试验。 (3) 可以实现实验在当前系统中还不存在的新情况、新条件等。 (4) 能够详细地说明具体变量的重要作用，并产生具体变量变化而
§1ห้องสมุดไป่ตู้-2 交通模拟的方法和一般步骤
一、交通模拟的方法
① 问题描述； ② 用模拟术语描述系统 ； ③ 确定测度指标； ④ 建立问题的数学模型； ⑤ 开发模拟模型及模拟软件； ⑥ 模型校验(标定) ； ⑦ 应用模拟软件对所研究的交通系统进行模拟运算； ⑧ 对模拟结果进行分析、解释； ⑨ 建立软件的使用手册 ；
模拟按模型参数的可否预先确定，可划分为确定性模拟 和随机性模拟。
模拟按模型参数的规模可分为宏观模型模拟或微观模型 模拟 ；
模拟按其驱动(或扫描)变量可分为：时间驱动模拟与事 件驱动模拟，也就是说计算进程控制是按时间控制或是按事 件控制。
模拟按其输出结果可划分为数字模拟与图像模拟两种 。
四、计算机模拟的发展回顾
环境下完成。
(8) 为公正合理地评价、比较提出某些改进措施后的结果，可以 重复性地产生改进前后交通、环境等方面的基本条件。
(9) 在运营分析研究中，能够解决诸如“如果…，会发生…”型问 题对系统的影响。
(10) 可以处理交通流在排队过程中的相互作用问题。
(11) 可以将排队过程中，接受服务后的交通流自然地转到下一阶 段。
应用
应用于停车场、客货运站、机场等与道 路运输方式有关的结合部研究的模拟软件。
在公交运输系统、轨道运输系统、铁路 运输系统、空中运输系统、水运系统、港 口系统、行人及垂直运输系统之中都有应 用。
§11-1 概述
一、计算机模拟的定义 从广义的角度上看，模拟是对实物的模仿、语
言描述、图形、照片或关系式等。 所谓计算机模拟，就是利用一定的模型让计算
70年代 (模拟多个目标的优化软件),关于交叉口模拟软件方 面出现了具有代表性的SOAP软件和TEXAS系统。
进入80年代后，人们致力于统一标准的软件开 发。这时期的代表性软件是1982年美国联邦公路局 开发的TRAF模拟系统。
进入90年代后，随着计算机计算速度及内存的 增加，计算机操作系统Windows的出现，计算机模 拟程序着重于友好界面及集成系统的开发。 TSIS系 统能动化演示城市路网、公路网及城乡道路一体化 路网的交通情况和计算具体的有效度量指标。
符号模型——数学模型 ：在道路设施的通行能力 分析、信号配时、交通分配等交通工程的专门 研究领域用此类模拟方法较多。
计算机模拟技术 ：由一个交叉口、一条道路等局 部交通网络上一个点的问题，发展到多个交叉 口及其相关联道路所组成的局部交通网络问题。
交通问题研究的三种方法
经验实测方法、理论分析方法、计算 机模拟方法。