两种交通微观仿真软件的比较分析

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交通 工程 T f nien rf Eg erg ai n i c
』 两种交通微观仿真软件的比较分析
杜 熠 鹏
( 州 市 市 政 工 程设 计 研 究 院 ,广 东 广 州 5 0 6 ) 广 10 0
摘 要 :随 着 计 算机 技 术 的 发展 ,交通 微 观 仿 真 软件 也 不 断得 到 更新 与提 高 ,在 理 论研 究 、 交通 管 理 、工 程设 计及 咨询 的
映和模 拟交 通运 行状态 也 主要从这 四个 方面 进行 分
析 本 文 采用Sm rfc7 i T a i 与V S I 52 f ISM .进行 比较 。
21 人 的 特 性 比 较 .
Sm r f 预 设 了1 种 驾 驶 员 行 为 特 性 .每 一 i Ta c f i 0
a a y i n S mT af n S I wi iw o er a a tb l y a d d v l p n a r s e t n lss o i r f c a d VI S M, t a v e ft i d p a i t n e e o me t l o p c . i h h i p Ke r s r f c o-i l t n S mT a f ; S I y wo d :t i mir — mu ai ; i r i VI S M f a c s o f c
通 仿 真器 中提取检 测器 数据 。用 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 。 仿 真 模 型 的 核 心 为 车辆 驾 驶 行 为—— Wid . e e
( 动化) 机 、高 速公 路 ( 随意选 择 车道 ) 、人行 道 ( 无
交互 作用 ) 自行 车道 ( 和 随意超 车 ) 种驾驶 行 为 。 五
表2 驾驶 行 为 参 数 定 义 比较
跟 车行 为 车道 选 择 与 横 向 行 为 信 号 灯 反 应
变换
ma n 型 ,该模 型 包括 车辆 的纵 向行 为 ( n模 即跟 车 行
为) 和横 向行 为两部分 ,由Wi e n 于17 年建立 。 e man 9 4 d 跟车行 为 的基本 思路是 :一 旦后 车驾驶 员认 为
理 局 (e ea ih a d ii rt n WHA) 关 F d rl g w yA m ns ai ,F H t o 相
道 路交 通 的运行涉 及 到多个方 面 内容 ,从交 通 工程学 研究 的特性 看 ,包括 人 、车辆 、交通 流和 道
路 四个 方 面 。作 为交通 微 观仿真 软件 ,能否 如实 反
各 个 领 域 应 用越 来越 广 泛 。 基 于交 通 工 程 的 研 究特 性 ,对 国 内使 用 较 为 广 泛 的SmTaf 与 V S I 行 比较 分 析 。 以期 展 示 i rf c ISM进 i 其 适应 性 及 微 观 仿 真 的发 展 方 向
关 键 词 :交 通微 观 仿 真 :SmT af i rfc:VIS M i SI
0 引 言
根据 研究 范 围和车辆模 型 尺寸 的不 同 ,交 通仿 真 又分 为 :宏 观 、中观及 微观 三类 。微观 交通 仿真 能 够细致 的反 映车辆 外型 尺寸 、动力 性能 和驾 驶者
行 为 的习惯 .以及 它们之 间相互 作用 对交 通流 的影
交通仿 真 是指利 用计算 机 制作模 型 、模 拟道 路 交通 运行情 况并 获得 有关 数据 的一种 技术 。作 为现 代 交 通 工程 学 发 展 的产 物 ,交 通 仿 真 以交 通 流 理 论 、交通 统计 学 、交 通心理 学 、汽车 力学 和交通 经 济 学为理 论基 础 ,采 用计 算机 多媒体 形式 表现模 型 运 行状况 及进 行效益 评估 。交 通仿真 的特 点见 表1 。
种驾驶 特性 都通 过 1个 与 驾驶者 心理 和生理 反 映密 4 切 相 关 的 参 数进 行 限定 。这 些 参 数 是 :黄灯 减 速 度 、车速 系数 、变道 减速 度 、黄灯 反应 时间 、绿灯 反 应 时 间 、车 头 时 距 ( 度 为 0 0 p 、5 m h、 速 、3 m h 0 p 8 mp ) 0 h 、可 穿 越 空挡 系数 、行 驶 位 置 判 定 、变 道 选择 判定 、强 制变道 调整 和位 置距 离调整 。
DU Yi p n - eg
(un zo u iia E g er gD s n& R sac stt G a ghu5 06 , hn) G a ghuM nc l n i ei ei p n n g eerhI tue un zo 0 0 C ia ni , 1
Ab t a t s r c :W i h e e o me to o u e e h oo y r f c mi r - i l t n s f r s c n tn l p t t e d v lp n fc mp t rt c n l g ,t f c o smu ai o t e i o sa t u — h ai o wa y d t d a d i r v d a d wi ey u e n a e ss c sf n a n a e e r h taf n g me t n i e rn e ae n mp o e n d l s d i r a u h a u d me tlr s a c , r i ma a e n ,e g n e i g d — f c
表 1 交 通仿 真 的特 点
特 点 经 济 性 内 容
响情 况 。随着计 算机 、信 息与通 信技 术 的发展 ,交 通 微观仿 真广 泛应 用于道 路交 通工 程设计 、交通影 响分析 、交通 管理 以及交 通环 境保 护等各 个领 域 。 应用 交通 仿真 的主要 目的有 以下方 面『 1 ] : a 对 信 号控 制 的评 价 验 证 理 论 求 得 的 最佳 ) 周 期是 否使 实际延 误时 间为最 小 ;
减 少 试 验 所 需 数 据 、设 备 以 及 人 力 的投 入 :对
程 进 行 效 益 评 估 ,避 免 重 复设 计 与建 设 避 免 出现 真 实 试 验 中 器 材 、人 身 的 意 外 损 害
利 用 软 件 相 关 模 块进 行 模 型 建 立 与 计 算 分 析 仿 真 试 验 周 期 短 .数 据 输 出可 靠 对模 型 参 数 的 取 值 带 来 的 结 果 差 异 ,可 做 多 方 募
12 . VI S M SI
通过 对各 项参 数 的调 整 ,可 以模 拟驾 驶员 从保
守倾 向到 积极倾 向的驾驶 性格 特征 变化 。这种 驾驶 行 为通过 系统 随机 分配 给产生 的车 辆 。 VISM的驾驶 行 为是 基 于Widma n 型 ,将 SI ee n模 驾驶员 的行驶状态分为 四种类 型 :自由行驶 、接近 、 跟 随 、刹 车 。 通 过各 类 参 数 对 驾 驶 行 为进 行 描 述
中图 分 类 号 :U 9 45
文 献标 识 码 :A
文 章 编 号 :1 0 — 7 6 2 1 )9 0 7 — 4 0 2 4 8 (0 2 0 — 0 2 0
Co p r s n a d An l ss0 m a io n a y i fTwo Tr f c M i r - i u a i n S fwa e a i co Sm lt ot rs o
研究成 果进 行设定 。 Sm rfc y crf i T a i与Sn ho ̄过4 、6 、8 2 版 f 、5 、7 3 个
本 的发展 。 目前 最新 为 8 版本 ,软件 在 复杂 路 网模 型建 立 、三维仿 真演示 及评 价输 出等方 面不 断优 化 提高 ,在 国 内外有 着广 泛 的用户群 。
c r紧 密结合 ,使得 仿 真参数 的调试 非常 方便 。 ho 仿 真 模 型 的 建 立 基 = Sn ho 时 的参 数 化 输 ] y c r配 : 入 .路 口信号 控制 类 型 包括 定 时控 制 、感 应 控 制 、 协 调控 制 ,可用 于单个路 口或 多个路 口的信号 控制 设 计与仿 真 。系统 预设 了多种 车辆类 型 和驾驶 行 为 习惯 .其 中车辆各 项性 能指标 参考美 国联 邦公 路管
而横 向行 为则基 于车道 的算 法 ,通过 观察 相邻 车 道 的车辆 ,在保 持最小 距离 时 ,考虑是 否进 行侧
移 或者 超车 。 VS I ISM从最 早 的35 .版本 经过 1个 版本 的升级 , 0 发 展 到 如 今最 新 的53 本 ,软件 在 功 能 模 块 、稳 _版
据输 人 、路 网绘 制 、可视化 、信 号控制 、在 线仿 真
数据 统计 等功能 ,达 到对道 路 、交 通 流 的模 拟 和运 行 评 价 。本 文 将 对 Sm rfc ISM两 种 普 遍 使 i Taf 、V S I i 用 的微观 仿真 软件进 行较 为详 细的 比较与分 析 。
( 表 2 ,系 统 预 设 有 市 区 ( 动 化 ) 见 ) 机 、右 行 原 则
作 为德 国P V 司的 产 品 ,VISM是 一种 微 观 r 公 r SI
的 、基于 时间 间隔和 驾驶行 为 的仿 真建 模工具 ,用
于城 市交通 和公共 交通 运行 的交通 建模 。 V SI ISM通 过 程序 实 现 交 通 流 的 控 制 逻 辑 —— 在 每 一个 离 散 的时 间 间 隔 内 ( 以是 l~ .s 从 交 可 s 01 )
e 交 通整 治 模 拟 现状 ,找 出交 通 问题 症 结 )
对 比 :可 进 行 特 定 模 型 环 境 的试 验
72 『交 通 标 准 化
T f niei 交通 工程 rf Eg erg ai n n c
所 在 .展 现预期 成果 ,验 证改 善方 案 的可行 性 。
1 软 件简 介
11 . S mTr fi i afc
定 性 、兼容性 方 面不 断得到完 善 与提高 ,在 国内外
拥 有大 量 的用户 。
2 系统 比较 分析
Sm r f 是 美 国Ta iw r公 司 开发 的微 观 仿 i Tai fc r f ae fc
真 工具 ,用 于( ) 非 信号灯 控制路 口的路 网建 模 、信 号 配时 与仿真 分析 。Sm rfc i Taf 与信号 配 时软件 Sn i y—
b量堡 )
窒 根据规定 的交通流模型
安 全 性
易 用 性 快 速 性
优化信 号配 时 的各 项参 数 ; c 交 通 现 象 的解 析 推 算 交 叉 口的排 队长 度 )
及延误 时 间 :
d 塑流
可 控 性
运行试验 .根据 仿真评价指标得 出效益最优 的方 案 ;
sg n o u tn .Ba e n t e c a a trsi s o r fi n i e rn ,t i ril ie o c mpa io n i n a d c ns li g s d o h h r ce itc ftafc e g n e i g h s a tce g v s s me o rs n a d
始 ,形 成一 个加 速 、减 速 的迭代 过程 。 由于模 型综 合考虑 了驾驶员 的心理 和生 理上 的感 知限 制 ,故称 其为 生理一 理跟 车模 型[ 心 2 1 。
仿 真平 台基于 交通 工程学 的相 关理论 知识 ,根 据用 户的功 能需求 开发 相应模 块 。软件通 过集 成数
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