交通仿真软件-VISSIM操作与应用2015.ppt
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1、交通仿真软件-VISSIM操作与应用2015第一部分第一部分交通仿真概述交通仿真概述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在现实中很难凭借单纯分析的手段找到解决问题的方法的方法由于交通系统的规模和复杂性,导致不可能建立由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一个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)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 D
2、YNASMART,DYNAMIT微观微观AIMSUN,CORSIM,MITSIM,PARAMICS,SimTraffic,TRANSIMS,VISSIM宏观仿真宏观仿真-模拟道路模拟道路/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车辆以车队的形式按照所在路段或区间的平均速度行驶速度行驶假定相
3、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
4、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 SmallCORSI
5、MMicro-simulationSimTrafficVISSIMParamicsAIMSUNMITSIMTRANSIMS3.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比较可进行方案
6、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)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年完成交叉年完成交叉口仿真口仿真1953年美国加利福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
7、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三阶段(第三阶段(20世纪世纪80年代初年代初-)系统建模突破微观模型与宏观模型界限,出现混合系统建模突破微观模型与宏观模型界限,出现混合模型(模型(INTEGRATION
8、)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、人机交互新的计算机技术应用(仿真界面更友好、人机交互方便)(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新阶段新阶段基于基于Agent(智能体(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
9、 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”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二部分第二部分VISSIM仿真仿真主要内容主要内容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1.VISSIM简介简介德国德国PTV公司开发
10、,离散的、随机的,以公司开发,离散的、随机的,以0.1S为为时间步长的微观仿真软件时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是一种微观的、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具建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可进行线控、面控和感应式
11、协调控制路网评价和优化和优化可以进行信号控制、无信号控制交叉口、环岛可以进行信号控制、无信号控制交叉口、环岛和立交设计方案的比选和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)分析可用于交通影响评价可用于交通影响评价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、公交优先支持公交优先方案(如公交专用道、公交优先信号)的评估信号)的评估支持街道和建筑物内行人的建模和仿真,评价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和演示道
12、路交通和行人之间的交互作用1.2应用举例应用举例应用举例应用举例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、仿真运行方法 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支支持的背
13、景图格式有:持的背景图格式有: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 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:各种车辆车辆的的物理尺寸、物理尺寸、动动力性能,可以在力性能,可以在VISSIM的的车车型型库库里
14、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出与路网中小区区对应对应的的OD矩矩阵阵 公交公交车辆车辆与公交与公交线线路数据路数据 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,以及在路网中速度分布,以及在路网中不同位置的不同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 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
15、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 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
16、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、不不同站点分同站点分别进别进行定行定义义服服务务水平的分布水平的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)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信息置信息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3.1操作界面操作界
17、面标题栏标题栏菜单栏菜单栏工具栏工具栏状态栏状态栏图标图标主界面主界面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
18、实现这一功能,用户需要准备一个名为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。3.1操作界面操作界面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单击路网空白处,可以看到在
19、当前编辑模式下所有元素的列表元素的列表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
20、式针对不同道路元素,有不同的编辑模式3.4模式模式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/连接连接器。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/连接连接器。器。按住按住,在选择,在选择范围之外范围之外点击鼠
21、标左键,点击鼠标左键,取消取消已已选取的全部内容。选取的全部内容。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/连连接器。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、区段评价、区段长度、费用、路段类型、坡度、区段评价、区段长度、费用、车道关闭、车道关闭、连接器连接器多选模式下,可修改的连接器属性数据:多选模式下,可修改的连接器属性数据:紧急停车位置、车道变换位置、针对某一车辆等级关闭车道紧急停车位置、车道变换位置、针对某一车辆等级关闭车道(动态交通分配)、行驶方向(动态交通分配)、行驶方向4.视图设置视图设置
22、显示选项显示选项2D模式模式3D模式模式4.1显示选项显示选项C:/Program files/PTV_Uni/VISSIM510/Examples/Demo/Roundabout_Buehl.DE/3Roundabouts.inp查看查看 选项选项 路网路网普通:显示路段全宽普通:显示路段全宽中心线:仅显示中心线中心线:仅显示中心线蓝色:正常路段蓝色:正常路段绿色:不可见路段绿色:不可见路段(隧道或地下通道)(隧道或地下通道)粉红色:连接器粉红色:连接器红色:公交站点红色:公交站点不可见:仅选中时高亮不可见:仅选中时高亮显示,可用于背景图片显示,可用于背景图片上的仿真运行。上的仿真运行。查看
23、查看 选项选项 路网路网显示指南针:双击指南显示指南针:双击指南针图标激活编辑模式针图标激活编辑模式旋转:左键拖动旋转:左键拖动移动:移动:Shift+左键拖动左键拖动 指南针激活,节点评价输出文指南针激活,节点评价输出文 件中的方向指南针为参照,否件中的方向指南针为参照,否 则默认上方为北则默认上方为北 车道标记宽度(车道线车道标记宽度(车道线0=不显示)不显示)最小车道宽度(象素)最小车道宽度(象素)查看查看 选项选项 交通交通单个车辆单个车辆/行人:单车行人:单车/人人独立动画显示独立动画显示配置:车辆显示颜色配置:车辆显示颜色时间间隔:时间间隔:默认值默认值1-刷刷新新1 帧帧/1 仿
24、真步长仿真步长集聚值:根据各路段区集聚值:根据各路段区段相应参数属性显示不段相应参数属性显示不同颜色,不显示车辆同颜色,不显示车辆配置:选择要使用的参数配置:选择要使用的参数和颜色代码和颜色代码查看查看 选项选项 交通交通无法可视化:仿真运行无法可视化:仿真运行期间不显示车辆和集聚期间不显示车辆和集聚值,使仿真运行速度最值,使仿真运行速度最大化大化每次步长全部刷新:每次步长全部刷新:VISSIM 在每个时间间在每个时间间隔完全刷新整个屏幕隔完全刷新整个屏幕查看查看 选项选项 颜色颜色天空、陆地、路段、标记天空、陆地、路段、标记颜色按钮颜色按钮 使用路段类型颜色:根据使用路段类型颜色:根据路段类
25、型赋予路段颜色,路段类型赋予路段颜色,(2D模式下不可用)模式下不可用)若不选则所有路段同色若不选则所有路段同色设置为默认颜色设置为默认颜色查看查看 选项选项 颜色颜色标记:根据选定属性,显示路段标记:根据选定属性,显示路段/连接器的颜色连接器的颜色无无车道限制(每个车道应至少车道限制(每个车道应至少对一个车辆类别实行了限制)对一个车辆类别实行了限制)坡度(值不为坡度(值不为0)路段评价(激活)路段评价(激活)费用费用/额外费用(至少有一个额外费用(至少有一个值不为值不为0)连接器关闭(至少对应一种连接器关闭(至少对应一种车辆类别)车辆类别)查看查看 选项选项 颜色颜色位图显示:更改位图显示:
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- 交通 仿真 软件 VISSIM 操作 应用 2015
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