交通仿真软件VISSIM操作与应用.ppt
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1、VISSIM操作与应用操作与应用曹静曹静第一页,编辑于星期五:一点 二十一分。第一部分第一部分交通仿真概述交通仿真概述第二页,编辑于星期五:一点 二十一分。主要内容主要内容1.仿真的定义仿真的定义2.交通仿真分类交通仿真分类3.交通仿真应用范围交通仿真应用范围4.交通仿真的优缺点交通仿真的优缺点5.交通仿真技术的发展交通仿真技术的发展6.仿真基本步骤仿真基本步骤第三页,编辑于星期五:一点 二十一分。1.仿真的定义仿真的定义仿真技仿真技术术-是以相似原理、模型理是以相似原理、模型理论论、系、系统统技技术术、信息技、信息技术术等等为为基基础础,以,以计计算机系算机系统统与相关与相关的物理效的物理效
2、应设备应设备及仿真器及仿真器为为工具,利用模型工具,利用模型对对已已经经有的或有的或设设想的系想的系统进统进行研究、分析、行研究、分析、实验实验与运行的一与运行的一门综门综合性技合性技术术。仿真三要素仿真三要素:系统、模型系统、模型、计算机、计算机第四页,编辑于星期五:一点 二十一分。交通环境,仿真的对象交通环境,仿真的对象反映仿真对象特性的模型反映仿真对象特性的模型计算机实现计算机实现第五页,编辑于星期五:一点 二十一分。交通仿真的意义交通仿真的意义在现实中很难凭借单纯分析的手段找到解决问题的方在现实中很难凭借单纯分析的手段找到解决问题的方法法由于交通系统的规模和复杂性,导致不可能建立一个由
3、于交通系统的规模和复杂性,导致不可能建立一个完全真实再现现实事件的系统完全真实再现现实事件的系统安全和成本因素安全和成本因素计算机仿真可以再现一些难以再现的观测结果计算机仿真可以再现一些难以再现的观测结果(交通事故)(交通事故)第六页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.交通仿真分类交通仿真分类宏观宏观 CORFLO,FREQ,OREMS,METANET,TRANSYT中观中观 DYNASMART,DYNAMIT微观微观AIMSUN,CORSIM,MITSIM,PARAMICS,SimTraffic,TRANSIMS,VISSIM第七页,编辑于星期五:一点 二十一分。宏观仿真宏观仿真-模拟道路模
4、拟道路/交叉口特性对交通流的影响交叉口特性对交通流的影响交通流解析模型交通流解析模型不涉及对单个车辆的模拟不涉及对单个车辆的模拟不涉及驾驶行为不涉及驾驶行为交通环境的静态仿真交通环境的静态仿真CORFLO,FREQ,TRANSYT,VISUM仿真标准步长仿真标准步长:10 sec-15 minute第八页,编辑于星期五:一点 二十一分。中观仿真中观仿真-车辆以车队的形式按照所在路段或区间的平均速车辆以车队的形式按照所在路段或区间的平均速度行驶度行驶假定相同路段或区间内的所有车辆以同一速假定相同路段或区间内的所有车辆以同一速度行驶度行驶模拟单个车辆的路径选择模拟单个车辆的路径选择 车队中各车辆驾
5、驶行为相同车队中各车辆驾驶行为相同DYNASMART,DYNAMIT仿真标准步长仿真标准步长:6 sec第九页,编辑于星期五:一点 二十一分。微观仿真微观仿真-模拟交通系统中的各个细节模拟交通系统中的各个细节模拟单个车辆和车辆之间运行特性模拟单个车辆和车辆之间运行特性车辆位置根据车辆跟驰逻辑关系与换车道规则车辆位置根据车辆跟驰逻辑关系与换车道规则结合随机因素实时更新结合随机因素实时更新仿真中包含对驾驶行为变量与车辆自身动力学仿真中包含对驾驶行为变量与车辆自身动力学变量的模拟变量的模拟交叉口车辆间的相互作用,通过设置让行规则、交叉口车辆间的相互作用,通过设置让行规则、可接受间隙规则和交通控制逻辑
6、加以实现可接受间隙规则和交通控制逻辑加以实现AIMSUN、PARAMICS、VISSIM仿真标准步长仿真标准步长:1 sec第十页,编辑于星期五:一点 二十一分。对交通系统的描述范围和细致程度对交通系统的描述范围和细致程度Level of DetailHighLowEMME-2TRANPLANPlanning ModelsTransCADDYNASMARTMeso-simulationDYNAMITTRANSYTMacro-simulationFREQCORFLO Large Geographic Area SmallCORSIMMicro-simulationSimTrafficVISSIM
7、ParamicsAIMSUNMITSIMTRANSIMS第十一页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.交通仿真应用范围交通仿真应用范围交通设施设计评价交通设施设计评价交通组织方案比选交通组织方案比选交通控制和运营分析交通控制和运营分析高速公路交通管理高速公路交通管理公共交通运输公共交通运输交通疏散交通疏散理论研究与模型开发、改善理论研究与模型开发、改善第十二页,编辑于星期五:一点 二十一分。4.交通仿真的优缺点交通仿真的优缺点优点优点-(1)灵活性灵活性(不受时间和空间的制约不受时间和空间的制约)(2)可重复性可重复性(克服交通调查的不可再现性克服交通调查的不可再现性)(3)可进行方案实施前后的
8、比较可进行方案实施前后的比较 (4)节省人力和时间节省人力和时间 缺点缺点-(1)容易误导用户容易误导用户 (2)只是客观系统的模拟,并不是系统的最优化只是客观系统的模拟,并不是系统的最优化 (3)难以获得模型标定所需大量数据难以获得模型标定所需大量数据 (4)仿真结果不易被接受仿真结果不易被接受(信任度较低信任度较低)第十三页,编辑于星期五:一点 二十一分。5.仿真技术的发展仿真技术的发展第一阶段(第一阶段(20世纪世纪40年代末年代末-60年代初)年代初)核防护问题核防护问题英国道路研究实验室(英国道路研究实验室(TRRL)于于 1951年完成交叉口仿真年完成交叉口仿真1953年美国加利福
9、尼亚大学交叉口和高速公路仿真年美国加利福尼亚大学交叉口和高速公路仿真诞生简单的、基础的、小范围仿真模型诞生简单的、基础的、小范围仿真模型第十四页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二阶段(第二阶段(20世纪世纪60年代初年代初-80年代初)年代初)德国卡尔斯鲁厄大学交通研究所德国卡尔斯鲁厄大学交通研究所Wiedemann于于1974年著年著道路交通流的计算机仿真道路交通流的计算机仿真20世纪世纪60年代初,宏观交通仿真年代初,宏观交通仿真20世纪世纪60年代末,微观交通仿真年代末,微观交通仿真软件开发阶段软件开发阶段第十五页,编辑于星期五:一点 二十一分。第三阶段(第三阶段(20世纪世纪80年代
10、初年代初-)系统建模突破微观模型与宏观模型界限,出现混合模型(系统建模突破微观模型与宏观模型界限,出现混合模型(INTEGRATION)仿真软件向大型化、综合性发展(仿真软件向大型化、综合性发展(Trips、TransCAD、Paramics)从软件开发转向系统模型改进从软件开发转向系统模型改进新的计算机技术应用(仿真界面更友好、人机交互方便)新的计算机技术应用(仿真界面更友好、人机交互方便)(VISSIM、VISEM、AMSUN)80年代我国交通仿真开始发展年代我国交通仿真开始发展全方位综合发展阶段全方位综合发展阶段第十六页,编辑于星期五:一点 二十一分。新阶段新阶段基于基于Agent(智能
11、体(智能体/单元)的仿真单元)的仿真硬件系统在环仿真硬件系统在环仿真下一代仿真下一代仿真-NGSIM(Next Generation Simulation)行为仿真行为仿真 主要关注核心行为仿真模型的建立与完善主要关注核心行为仿真模型的建立与完善使仿真更趋于使仿真更趋于“真实真实”第十七页,编辑于星期五:一点 二十一分。6.仿真基本步骤仿真基本步骤明确问题明确问题选择适当的仿真软件选择适当的仿真软件数据采集和处理数据采集和处理参数标定参数标定仿真运行与调试仿真运行与调试分析仿真输出结果分析仿真输出结果方案评价与确定方案评价与确定第十八页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二部分第二部分VISSI
12、M仿真仿真第十九页,编辑于星期五:一点 二十一分。主要内容主要内容1.VISSIM简介简介2.数据准备数据准备3.基本操作基本操作4.视图设置视图设置5.路网模型搭建路网模型搭建6.仿真参数设置与运行调试仿真参数设置与运行调试7.仿真输出仿真输出第二十页,编辑于星期五:一点 二十一分。1.VISSIM简介简介德国德国PTV公司开发,离散的、随机的,以公司开发,离散的、随机的,以0.1S为时为时间步长的微观仿真软件间步长的微观仿真软件是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具模工具车辆的纵向运动采用了车辆的纵向运动采用了”心理心理-生理跟车模型
13、生理跟车模型”横向运动横向运动(车道变换车道变换)采用了基于规则的算法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不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型第二十一页,编辑于星期五:一点 二十一分。1.1VISSIM功能及用途功能及用途信号交叉口相位的开发、评估和调整信号交叉口相位的开发、评估和调整可进行线控、面控和感应式协调控制路网评价和优可进行线控、面控和感应式协调控制路网评价和优化化可以进行信号控制、无信号控制交叉口、环岛和可以进行信号控制、无信号控制交叉口、环岛和立交设计方案的比选立交设计方案的比选可用于交织区交织行为(曲折行进)分析可用于交织区交织行为(曲折行进)分析可用于
14、交通影响评价可用于交通影响评价第二十二页,编辑于星期五:一点 二十一分。1.1VISSIM功能及用途功能及用途支持轻轨和公交系统的布局、容量与管理评价支持轻轨和公交系统的布局、容量与管理评价支持公交优先方案(如公交专用道、公交优先信号)支持公交优先方案(如公交专用道、公交优先信号)的评估的评估支持街道和建筑物内行人的建模和仿真,评价和演支持街道和建筑物内行人的建模和仿真,评价和演示道路交通和行人之间的交互作用示道路交通和行人之间的交互作用第二十三页,编辑于星期五:一点 二十一分。1.2应用举例应用举例第二十四页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二十五页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二十六页
15、,编辑于星期五:一点 二十一分。第二十七页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二十八页,编辑于星期五:一点 二十一分。第二十九页,编辑于星期五:一点 二十一分。第三十页,编辑于星期五:一点 二十一分。应用举例应用举例6立交桥下辅路交叉口分析立交桥下辅路交叉口分析第三十一页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.数据准备数据准备仿真目标分析:仿真目标分析:仿真时段、热身时长、仿真时段、热身时长、基本输出数据内容和精度要求基本输出数据内容和精度要求 仿真数据调查:仿真数据调查:根据仿真目标确定准备根据仿真目标确定准备数据内容(见后)、模型构建策略和精数据内容(见后)、模型构建策略和精度、仿真运行方法度、
16、仿真运行方法 第三十二页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.1网络数据网络数据现状或设计的路网方案图:比例尺最好大于现状或设计的路网方案图:比例尺最好大于1:2000,1:500或或1:200效果更好,效果更好,VISSIM支持的支持的背景图格式有:背景图格式有:第三十三页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.1路网数据路网数据详细详细的交通的交通设计设计(交叉口渠化)方案:(交叉口渠化)方案:车车道道线线及及车车道功能、信号灯、道功能、信号灯、检测检测器等器等车车道数与道数与车车道道宽宽度度 公交站点位置和尺寸(如需考公交站点位置和尺寸(如需考虑虑)停停车线车线位置位置 右右转转限速限速 应应
17、用用动态动态交通分配交通分配时时,还还需要加入交通小区和需要加入交通小区和停停车场车场 第三十四页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.2交通流数据交通流数据交通流中各种交通流中各种车辆车辆成分及其比例:各种成分及其比例:各种车辆车辆的物的物理尺寸、理尺寸、动动力性能,可以在力性能,可以在VISSIM的的车车型型库库里里选择选择 车辆类车辆类型、交通管制的交通方式型、交通管制的交通方式对对象等象等 各种交通方式的静各种交通方式的静态态路径流量路径流量 当采用当采用动态动态交通分配交通分配时时,应该给应该给出与路网中小区出与路网中小区对应对应的的OD矩矩阵阵 公交公交车辆车辆与公交与公交线线路数据
18、路数据 第三十五页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.2交通流数据交通流数据各各类车辆类车辆的期望行的期望行车车速度分布,以及在路网中不同速度分布,以及在路网中不同位置的位置的车车速的速的变变化化 在需要在需要对对模型模型进进行行标标定定时时,还还需要部分行程需要部分行程时时间间和和饱饱和流量和流量 第三十六页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.3信号控制数据信号控制数据每个交叉口的信号周期、每个交叉口的信号周期、绿绿灯灯时长时长和和红红黄黄时长时长 定定时时控制:每个信号灯控制:每个信号灯组组的的红红灯灯结结束束时间时间和和绿绿灯灯结结束束时间时间 感感应应控制控制 信号信号阶阶段定段定义义
19、信号信号阶阶段的段的间间隔定隔定义义(从(从CROSSIG导导出)出)最小最小绿绿灯和灯和红红灯灯时长时长感感应应控制控制逻辑逻辑流程流程图图感感应逻辑实应逻辑实施的相关参数施的相关参数 第三十七页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.4公交数据公交数据公交公交线线路路径和走向路路径和走向公交站台的几何尺寸公交站台的几何尺寸公交公交车辆车辆的期望行的期望行驶车驶车速速尤其是尤其是转转弯地方弯地方仿真仿真时时段内公交段内公交发车时发车时刻表或刻表或发车间发车间隔隔乘乘客客上上下下车车的的时时间间分分布布,可可以以对对不不同同线线路路、不不同同站站点分点分别进别进行定行定义义服服务务水平的分布水平的
20、分布特殊仿真需求数据(如路径等待特殊仿真需求数据(如路径等待时间时间)第三十八页,编辑于星期五:一点 二十一分。2.4公交数据公交数据车辆车辆几何尺寸和物理性能参数几何尺寸和物理性能参数最大加速度和最小加速度最大加速度和最小加速度对对于于感感应应控控制制公公交交优优先先控控制制,定定义义感感应应区区段段长长度度对对于于感感应应控控制制公公交交优优先先控控制制,感感应应设设备备位位置置信息信息第三十九页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.基本操作基本操作操作界面操作界面鼠标和键盘操作鼠标和键盘操作模式模式第四十页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.1操作界面操作界面标题栏菜单栏工具栏状态栏图标主
21、界面第四十一页,编辑于星期五:一点 二十一分。栏栏目目描描述述标题栏显示仿真程序的名称,版本号,当前的升级包编号,以及路网文件名称;如果是DEMO 文件,“Demo”的字样会添加在版本号后面菜单栏包含软件运行的各种功能,模型基础参数设置的入口。某些菜单命令指向子菜单或窗口:显示一个下拉菜单,.打开一个窗口用户可以重新排列、插入、删除菜单选项,所有的菜单命令都可以放置到任何一个工具栏内工具栏视图导航、文件快捷、仿真运行控制,交通要素对象的选型与编辑等。状态栏编辑状态下显示提示、运行状态下显示运行信息等。图标用户可以在VISSIM 路网右上角较低的位置插入自定义的图标。为了实现这一功能,用户需要准
22、备一个名为CUSTOM.BMP 的文件,并放置在VISSIM.EXE 所在目录里主界面图形用户界面,编辑仿真路网模型和加载交通生成点、统计设备等。每编辑一类路网元素时,需在工具栏上选择相应的元素类型。第四十二页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.1操作界面操作界面第四十三页,编辑于星期五:一点 二十一分。第四十四页,编辑于星期五:一点 二十一分。第四十五页,编辑于星期五:一点 二十一分。第四十六页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.2鼠标鼠标左键左键单击单击是用来选择道路元素的,如让行规则、停车是用来选择道路元素的,如让行规则、停车线、公交站点、线、公交站点、Link和和Connector双击
23、双击是用来连接被选中道路元素的属性数据的是用来连接被选中道路元素的属性数据的右键右键添加新的道路元素添加新的道路元素单击路网空白处,可以看到在当前编辑模式下所有元单击路网空白处,可以看到在当前编辑模式下所有元素的列表素的列表第四十七页,编辑于星期五:一点 二十一分。3.3键盘键盘仿真编辑仿真编辑仿真控制仿真控制Ctrl+A道路显示:道路道路显示:道路/道路中线道路中线F5开始仿真开始仿真Ctrl+B显示显示/不显示背景图不显示背景图ESC终止仿真终止仿真Ctrl+D2D与与3D切换切换+加速仿真加速仿真PageUp放大放大-减速仿真减速仿真PageDown缩小缩小*以最大速度仿真以最大速度仿真
24、上下左右上下左右平移平移Home全局显示全局显示Del删除已选路网元素删除已选路网元素第四十八页,编辑于星期五:一点 二十一分。选择模式选择模式单选单选 (标准模式)(标准模式)多选多选标识模式标识模式 (二维)(二维)编辑模式编辑模式针对不同道路元素,有不同的编辑模式针对不同道路元素,有不同的编辑模式3.4模式模式第四十九页,编辑于星期五:一点 二十一分。多选模式多选模式在一次选择中多次选取或删除路段、连接器和节点:在一次选择中多次选取或删除路段、连接器和节点:按住并拖动鼠标左键,将目标路段、连接器和节点按住并拖动鼠标左键,将目标路段、连接器和节点拉入一个矩形选框内。拉入一个矩形选框内。使用
25、鼠标左键逐个点击目标路段、连接器和节点。使用鼠标左键逐个点击目标路段、连接器和节点。按住按住,拉动矩形选框,一次,拉动矩形选框,一次添加添加多个路段多个路段/连接器。连接器。按住按住,拉动矩形选框,一次,拉动矩形选框,一次删除删除多个路段多个路段/连接器。连接器。第五十页,编辑于星期五:一点 二十一分。按住按住,在选择,在选择范围之外范围之外点击鼠标左键,点击鼠标左键,取消取消已选取已选取的全部内容。的全部内容。在选择在选择范围内范围内点击鼠标左键,点击鼠标左键,移动移动选定的所有路段选定的所有路段/连接器。连接器。多选模式下可修改的路段属性数据:多选模式下可修改的路段属性数据:路段类型、坡度
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