基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统

SooPAT 基于宏、中、微观交通仿真平台

交互使用的交通仿真集成系统

申请号：201110373610.2

申请日：2011-11-22

申请(专利权)人广州市交通规划研究所广州至信交通顾问有限公司

地址510030 广东省广州市越秀区吉祥路80号10楼

发明(设计)人邓兴栋贺崇明甘勇华陈先龙李橘云韦栋李健行宋程

余尧

主分类号G06Q10/04(2012.01)I

分类号G06Q10/04(2012.01)I

公开(公告)号102393928A

公开(公告)日2012-03-28

专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司 44102

代理人禹小明邱奕才

(10)申请公布号 CN 102393928 A

(43)申请公布日 2012.03.28C N 102393928 A *CN102393928A*

(21)申请号 201110373610.2

(22)申请日 2011.11.22

G06Q 10/04(2012.01)

(71)申请人广州市交通规划研究所

地址510030 广东省广州市越秀区吉祥路

80号10楼

申请人广州至信交通顾问有限公司

(72)发明人邓兴栋 贺崇明 甘勇华 陈先龙

李橘云 韦栋 李健行 宋程

余尧

(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限

公司 44102

代理人禹小明

邱奕才

(54)发明名称

基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交

通仿真集成系统

(57)摘要

本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一

种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的一体

化交通仿真系统。其包括：宏观交通仿真模块、

中观交通仿真模块、微观交通仿真模块、数据采集

与融合模块，中观交通仿真模块与宏观交通仿真

模块连接，微观交通仿真模块与中观交通仿真模

块连接，数据采集与融合模块分别和宏观交通仿

真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连

接。本发明在宏、中、微观交通仿真平台独立仿真

的基础上，实现各层仿真系统、不同仿真平台数据

的交互利用，能系统、全面模拟大型活动车流、人

流的交通运作状况，为大型活动各种交通决策方

案的制定提供技术依据。(51)Int.Cl.

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请

权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 7 页

1.一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，包括：

用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实施效果的宏观交通仿真模块；

用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊的影响情况、大型活动涉及的重要活动区域交通运作状况的中观交通仿真模块，其与宏观交通仿真模块连接；

用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通运作状况的微观交通仿真模块，其与中观交通仿真模块连接；

用于采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真模块提供数据依据，并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反馈的数据采集与融合模块，所述数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述数据采集与融合模块设置有如下单元：

用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息的地理信息数据采集单元，所述道路交通网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行驶速度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流集散量和断面客流调研数据的现状运作状况存储融合单元；

用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日常出行特征数据的交通源及居民出行特征信息管理单元，所述城市居民日常出行特征数据包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空间分布、出行耗时、出行距离；

用于存储大型活动相关信息数据的大型活动相关信息存储单元，所述大型活动相关信息数据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息。

3.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波流量检测器的道路流量检测数据，现状运作状况存储融合单元对采集到的道路流量检测数据进行数据清洗、时间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的道路流量检测数据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据。

4.根据权利要求3所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述标准车是根据历史人工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆长度分成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽车、出租车。

5.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述宏观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道交通网络地理信息、城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据的基础数据进行仿真的城市常态交通运作仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政策方案对城市常态交通运作仿真单元的仿真结果进行修正的大型活动交通政策应用仿真单元。

6.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述中观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真的专用道交通仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交通仿真的重点活动区域交通运作状况仿真单元。

7.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述微观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时车流集散进行交通仿真的微观车流仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时人流集散进行交通仿真的微观人流仿真单元。

8.根据权利要求6所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通过数据采集与融合模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速度——流量曲线标定。

9.根据权利要求7所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数据采集与融合模块获取行人集散特征数据对人流进行分类标定。

10.根据权利要求1至9任一项所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，所述系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形式通过动态绑定COM接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。

基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统

技术领域

[0001] 本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统。

背景技术

[0002] 随着我国经济的持续健康发展，我国逐渐成为世界政治、经济、文化和体育强国，越来越多的世界级大型活动选择在中国举行，如2008年北京奥运、2010年上海世博会、2010年广州亚运会等都在中国上演。大型活动的举办丰富了市民的物质文化生活，同时提高了城市的国内国际影响力，并给城市带来了难得的发展机遇和巨大的经济效益。但大型活动在产生巨大经济效益的同时，其交通强聚散性和短时性特点给城市交通运输系统和交管部门的交通组织管理水平带来了严峻的考验，为此，大型活动前一般会制定一系列交通决策方案，而为检验大型活动前制定的一系列交通决策方案的合理性，交通仿真变得十分重要。

[0003] 交通仿真按仿真模型所描述系统的细致程度和侧重角度分为宏观交通仿真、中观交通仿真、微观交通仿真。目前常用的宏中微观交通仿真平台均是各自为阵，很难从整体上对城市交通运作状况、大型活动交通运作状况进行全面、系统地分析，因此，一种能集成宏、中、微观交通仿真平台、各仿真平台数据交互使用的交通仿真集成系统变得非常重要，其既能全面、系统分析城市和大型活动交通运作状况，又能集中数据管理、操作控制，提升仿真精度。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在宏观、中观、微观仿真平台独立仿真的基础上，实现各层仿真系统、不同仿真平台数据的交互利用，能系统、全面的模拟大型活动车流、人流交通运作状况，为大型活动的交通决策方案提供技术依据的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，包括：

用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实施效果的宏观交通仿真模块；

用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊的影响情况、大型活动涉及的重要活动区域交通运作状况的中观交通仿真模块，其与宏观交通仿真模块连接；

用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通运作状况的微观交通仿真模块，其与中观交通仿真模块连接；

用于采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真模块提供数据依据，并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反馈的数据采集与融

合模块，所述数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。

[0005] 数据采集与融合模块为宏观、中观和微观交通仿真模块提供基础数据，宏观交通仿真模块为中观交通仿真模块提供基础OD矩阵和路网模型，中观交通仿真模块又可为微观交通仿真模块提供基础OD数据和路网模型，宏观、中观、微观交通仿真模块逐渐深化，层层递进，每个层次仿真结果通过地理信息数据库和EXCEL转换反馈到数据采集与融合模块，循环优化，形成一套完整的宏观、中观、微观一体化的交通仿真集成系统；

上述方案中，所述数据采集与融合模块设置有如下单元：

用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息的地理信息数据采集单元，所述道路交通网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行驶速度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流集散量和断面客流调研数据的现状运作状况存储融合单元；

用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日常出行特征数据的交通源及居民出行特征信息管理单元，所述城市居民日常出行特征数据包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空间分布、出行耗时、出行距离；

用于存储大型活动相关信息数据的大型活动相关信息存储单元，所述大型活动相关信息数据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息。[0006] 上述方案中，所述现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波流量检测器的道路流量检测数据，现状运作状况存储融合单元对采集到道路流量检测数据进行数据清洗、时间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的车辆数据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据。其中所述数据清洗指的采用数据清理规则处理道路流量检测数据，剔除交通流量、速度和占有率超出合理阀值的数据，剔除交通流量、速度和占有率之间的关系不符合交通流理论的数据；所述时间点修正指的是对时间漂移的微波流量检测器，依据采集时段与标准时段之间匹配关系，对其进行匹配、缺失或平均处理；所述数据降噪和平滑指的是对微波流量检测器所附带的数据背景噪声，采用一次指数平滑法进行数据降噪、平滑；所述数据修补和矫正指的是对微波流量检测器所检测数据缺失的，采用以邻近时段或邻近的上下游地点数据来修补。

[0007] 上述方案中，所述标准车是根据历史人工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆长度分成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽车、出租车。

[0008] 上述方案中，所述宏观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道交通网络地理信息、城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据的基础数据进行仿真的城市常态交通运作仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政策对城市常态交通运作仿真单元的仿真结果进行修正的大型活动交通政策应用仿真单元。

[0009] 上述方案中，所述中观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真的专用道交通仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交通仿真的重点活动区域交通运作状况仿真单元。

[0010] 上述方案中，所述微观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时车流集散进行交通仿真的微观车流仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时人流集散进行交通仿真的微观人流仿真单元。

[0011] 上述方案中，所述中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通过数据采集与融合模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速度——流量曲线标定,通过对城市道路的速度、流量进行分析，把城市道路划分为高速路、快速路、主干道、次干道、支路并利用速度、流量进行标定，根据标定结果再进行仿真能够大大提高仿真精度。

[0012] 上述方案中，所述微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数据采集与融合模块获取行人集散特征数据对人流进行分类标定。通过对城市居民日常出行特征数据进行分析，获取行人集散特征数据，对儿童、青壮年、老年进行标定，能够大大提高微观人流仿真精度。

[0013] 上述方案中，所述系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形式通过动态绑定COM接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。通过地理信息系统融合数据采集与融合模块中的数据，在统一的界面中进行相关仿真和查询，极大方便了用户的仿真和操作，实现不同仿真模块的精确融合和控制。

[0014] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）目前宏观、中观、微观交通仿真平台主要独立用于不同层面的交通仿真，本发明以地理信息系统GIS为平台，整合城市人口、就业、土地利用、居民出行特征、交通网络等数据，以此为基础将宏、中、微观交通仿真平台进行集成，利用COM接口技术融合中观仿真VISUM和微观仿真VISSIM，实现以GIS为中间数据平台的融合功能，进行各仿真平台的数据交互，大大加强各层面交通仿真平台数据的融合和传承，方便管理，统一控制, 能够全面和系统评价大型活动交通决策方案的实施效果；

（2）利用数据采集与融合模块统一为宏、中、微观交通仿真模块输入数据，将宏、中、微观交通仿真模块紧密结合起来，为宏、中、微观交通仿真模块提供了统一的数据来源，提高了数据源的一致性，在统一的数据基础上，三个仿真模块的仿真能够很好地实现交互使用，使得三个仿真模块在交互使用后不但不会因为数据来源问题导致仿真结果的偏差，反而会因为从宏观、中观到微观的仿真，实现层层递进，进一步提高了仿真的精度，而且通过宏、中、微观交通仿真结果对交通数据采集与融合模块的反馈，相互能循环优化，更大大提高各层面交通仿真精度；

（3）采用动态链接库形式，动态绑定COM接口，重写数据读取及操作函数，实现在地理信息平台中融合处理中观交通仿真模块及微观交通仿真模块。

附图说明

[0015] 图1是本发明的整体结构图；

图2是本次发明中现状运作状况存储融合单元对交通检测器采集的交通数据进行处理的流程图；

图3是本次发明中对交通数据进行标准车型转换的具体处理方法图；

图4是本发明的系统架构图；

图5是本次发明各层交通仿真平台数据交互利用的流程图；

图6是中观交通仿真平台中高速路速度——流量曲线标定拟合图；

图7是中观交通仿真平台中快速路速度——流量曲线标定拟合图；

图8是中观交通仿真平台中主干道速度——流量曲线标定拟合图；

图9是中观交通仿真平台中次干道速度——流量曲线标定拟合图；

图10是中观交通仿真平台中支路速度——流量曲线标定拟合图；

图11是自由流男性步速特征分布图；

图12是自由流女性步速特征分布图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

[0017] 如图1所示，为本发明一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统的整体结构图，其包括数据采集与融合模块、宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块和微观交通仿真模块，数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接，中观交通仿真模块与宏观交通仿真模块连接，微观交通仿真模块与中观交通仿真模块连接。

[0018] 数据采集与融合模块采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真模块提供数据依据，并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反馈的数据采集与融合模块。数据采集与融合模块中的数据主要通过收集整理历史和现状资料数据、相关规划情况、现场调查及各交通检测器数据，部分由相关调查数据计算得出。数据采集与融合模块设置有如下单元：

地理信息数据采集单元，用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息，道路交通网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行驶速度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

现状运作状况存储融合单元，用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流集散量和断面客流调研数据；现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波检测器的道路流量检测数据, 现状运作状况存储融合单元对微波检测器采集到道路流量检测数据进行数据清洗、时间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的车辆数据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据，标准车是根据历史人工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆长度分成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽车、出租车，如图2和图3所示。其中所述数据清洗指的采用数据清理规则处理交通数据，剔除交通流量、速度和占有率超出合理阀值的数据，剔除交通流量、速度和占有率之间的关系不符合交通流理论的数据；所述时间点修正指的是对时间漂移的微波检测器，依据采集时段与标准时段之间匹配关系，对其进行匹配、缺失或平均处理；所述数据降噪和平滑指的

是对交通检测器所附带的数据背景噪声，采用一次指数平滑法进行数据降噪、平滑；所述数据修补和矫正指的是对微波检测器所检测数据缺失的，采用以邻近时段或邻近的上下游地点数据来修补。

[0019] 交通源及居民出行特征信息管理单元，其将整个城市区域划分为若干交通小区，用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日常出行特征数据，城市居民日常出行特征数据包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空间分布、出行耗时、出行距离；

大型活动相关信息存储单元，用于存储大型活动相关信息数据，大型活动相关信息数据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息；

宏观交通仿真模块，用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实施效果，对大型活动交通政策方案进行技术评价。宏观交通仿真模块包括：城市常态交通运作仿真单元，通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道交通网络地理信息、城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据的基础数据进行仿真的；其采用四阶段法仿真城市常态交通运作，包括各交通小区的居民出行生成、小区间的出行分布、居民出行方式结构、道路交通网络和轨道交通网络流量分配，仿真过程中获取了小客车、出租车和货车出行的三个基础OD矩阵。

[0020] 大型活动交通政策应用仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政策对城市常态交通运作仿真单元的仿真结果进行修正，修正的内容包括居民出行生成、出行分布数据，确定居民出行方式转移情况，重新对道路交通网络和轨道交通网络进行流量分配，得出大型活动举办场所与驻地、驻地与交通枢纽间的行程时间、居民出行时间分布特征、路网车速指标。

[0021] 中观交通仿真模块, 用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊的影响情况、大型活动涉及的重要活动区域交通运作状况。中观交通仿真模块包括:专用道交通仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真；利用宏观仿真模块得到大型活动期间小客车、出租车、货车出行OD矩阵，设置亚运专用道网络，加载OD矩阵分配路网流量，得到大型活动举办期间专用车道连接场所间的行程时间、专用道所在道路车速和饱和度指标数据；

重点活动区域交通运作状况仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交通仿真用。通过设置大型活动举办场所所在城市区域的交通运作状况仿真子单元，输入大型活动安排信息，得到大型活动每天每小时进散场人流交通需求，根据大型活动相关安排得到各类参与活动人员的出行方式，仿真分析得出大型活动各类人员的机动车需求，通过宏观仿真模块获取各个重点城市区域的日常交通需求OD矩阵和路网模型，加载大型活动机动车需求得出各个重点活动区域周边主要道路交通运作状况指标数据。

[0022] 中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通过数据采集与融合模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速度——流量标定。通过对城市道路的速度、流量进行分析，把城市道路划分为高速路、快速路、主干道、次干道、支路并利用速度、流量进行标定，根据标定结果再进行仿真能够大大提高仿真精度。

[0023] 微观交通仿真模块，用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通运作状况。微观交通仿真模块包括：

微观车流仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时车流集散进行交通仿真；通过大型活动安排信息得出大型活动举办时散场机动车交通需求，利用VISSIM微观仿真平台仿真大型活动举办时散场车流交通运作状况，得到仿真三维视频和散场时间数据，评价大型活动举办时散场车流交通运作效果；

微观人流仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对大型活动举办时人流集散进行交通仿真；通过大型活动安排信息得出大型活动举办时进散场人流需求，利用LEGION微观仿真平台仿真散场人流疏散过程，得到二维和三维人流疏散仿真视频、密度分布、重要节点人流疏散运作、安检口进场排队状况等运作数据，提出对大型活动进散场组织方案的合理评价。

[0024] 微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数据采集与融合模块获取大型活动行人散场特征数据对人流进行分类标定。通过对大型活动行人散场特征数据进行分析，对儿童、青壮年、老年进行标定，能够大大提高微观人流仿真精度。

[0025] 本系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形式通过动态绑定COM 接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接，重写数据读取及操作函数，实现不同版本交通仿真模块的精确融合控制。通过地理信息系统融合数据采集与融合模块中的数据，在统一的界面中进行相关仿真和查询，极大方便了用户的仿真和操作，实现不同仿真模块的精确融合和控制。

[0026] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

[0027] 如图4所示，为本发明的系统架构图。本发明将交通仿真集成系统平台总体上分为底层支撑、中层接口及用户界面三部分，底层以Net Framework 2.0及DBMS数据库系统为支撑，提供必要的软件运行环境及数据支持；中层接口主要包括Arcgic Engine、VISUM Com、VISSIM Com、ExportExcel.dll、GZMicrowaveFlowReader.dll等接口模块，实现对地理空间、交通流量等数据进行读取、统计、输出等功能；用户界面部分包含了地理信息显示、综合仿真控制、数据管理、统计查询等操作界面，提供友好的用户操作体验。本实施例是基于CUBE宏观仿真平台、VISUM宏观或中观仿真平台、微观车流仿真平台VISSIM、微观人流仿真平台LEGION进行的。在数据处理方面，本实施例的系统以数据库为核心，对地理空间数据、交通流数据、OD需求矩阵等进行有机整合，并为各个应用模块提供数据，主要数据流程框图，如图5所示。

[0028] 系统以地理信息显示界面为基础，展示整个城市的交通网，并通过菜单栏提供软件的所有功能模块；在应用集成方面，平台系统通过综合仿真控制界面，把各个模块有机的统合到一起进行操作、控制；在结果显示上，提供了流量显示，道路信息、运行状况查询统计。

[0029] 下面对宏观、中观、微观三个交通仿真模块的建立和应用进行逐一阐述。[0030] （1）宏观交通仿真模块的建立与应用

宏观交通仿真模块包括城市常态交通运作仿真单元和大型活动交通政策应用仿真单元两大单元，分别对城市常态交通运作和大型活动交通政策应用进行仿真，其具体建立步

骤如下：

第一步：构建交通分区系统。首先将整个城市区域划分为若干交通小区，并对各个交通小区进行数据采集，将采集的城市交通分区系统数据转换为SHP格式文件，分别导入CUBE 宏观仿真平台和VISUM仿真平台中。

[0031] 第二步：建立道路交通网络系统。将采集的城市道路交通网络地理信息数据转换为SHP格式文件，导入CUBE宏观仿真平台和VISUM仿真平台中，建立仿真系统的路网模型，本实施例的宏观交通仿真模块将路段分为高速路、快速路、主干道、次干道、支路、辅助路段和匝道7大类，共26小类，并将单向道路（匝道）的反向路段设置为zero类型，该类型道路所有类型车辆均不能通行，并根据现状交通组织图调整各路口的交通组织，路段分类及基本属性设置见表1。

[0032] 表1 路段类型分类及基本属性表

第三步：城市常态交通运作仿真。将数据采集与融合模块储存的城市土地利用、人口、就业、机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据加载到CUBE宏观仿真平台中，进行居民出行生成、出行分布、方式结构仿真，得到不同方式的城市居民出行OD需求矩阵，进行交通分配，仿真城市常态交通运作状况。

[0033] 第四步：建立VISUM仿真平台中的交通系统网络。本实施例根据需要建立了小客车C(Car)、货车GV（hgv）、出租车T(Taxi)、大型活动Y（yayun）四个交通系统，各个交通系统对应不同的道路网络。

[0034] 第五步：交通需求矩阵的转换与加载。将CUBE宏观仿真平台中的OD需求矩阵转换为CSV格式，加载到VISUM仿真平台中，构建VISUM仿真平台的基础需求矩阵，并根据大

型活动相关信息获取大型活动需求矩阵，同样加载到VISUM仿真平台中。

[0035] 第六步：大型活动交通政策应用仿真。根据不同的大型活动政策方案，分析交通方式结构的变化情况，调整VISUM仿真平台中的基础需求矩阵，仿真分析交通政策的实施效果。

[0036] （2）中观交通仿真模块的建立与应用

中观交通仿真模块包括专用道交通仿真单元和重点活动区域交通运作状况仿真单元，分别对大型活动专用道和重要活动区域交通运作状况两大部分进行仿真，具体建立步骤如下：

第一步：在VISUM仿真平台中设置专用车道系统，通过数据采集与融合模块采集的数据获取大型活动相关信息，得到大型活动的交通需求，加载到大型活动专用道交通仿真平台上，并根据采集的数据分高速路、快速路、主干道、次干道、支路进行速度——流量曲线标定，并将标定结果（见图6-图10）输入仿真系统，对大型活动专用道的交通运作进行仿真分析，得出专用道上的交通饱和度、车速等评价指标。

[0037] 第二步：在VISUM仿真平台上，通过路网分割（subnetwork generator）技术截取大型活动举办场所所在区域的基础路网模型和基础需求矩阵。

[0038] 第三步：通过采集的数据分析大型活动举办场所所在区域的交通需求，加载到截取的中观重点活动区域仿真平台中，对大型活动举办场所所在重要活动区域交通运作状况进行仿真，评价大型活动举办场所所在区域周边主要道路的交通运作状况。

[0039] （3）微观交通仿真模块的建立与应用

微观交通仿真模块包括微观车流仿真单元和微观人流仿真单元，分别对微观车流和微观人流进行仿真，具体建立步骤分别介绍如下：

（31）微观车流仿真单元

第一步：获取基础路网模型和基础需求矩阵。通过VISUM仿真平台截取大型活动举办时所在场所周边交通路网模型和需求矩阵，并根据大型活动举办时散场期间交通管制方案调整路网，预测散场期间地区背景交通量，并加以校正。

[0040] 第二步：建立VISSIM仿真平台。将VISUM预测的背景需求路径和路网模型导出为anm文件，然后将其导入到VISSIM中，得到一个路网和含有背景需求的VISSIM系统，然后根据实际情况对路网进行微调，并对路口冲突情况进行调整。

[0041] 第三步：加载公交需求和开幕式交通需求。由于VISUM导出的需求仅包含背景小客车需求，得到导入的VISSIM仿真系统后，需加载公交站点及需求信息，并加载开幕式交通路径，以与实际状况吻合。

[0042] 第四步：路口信号处理。根据实际情况对有信号灯控制的路口进行信号灯设置，设置过程包括信号控制机、信号灯组及相位相序设置，设置完信号灯后需进行调试。[0043] 第五步：三维仿真平台建立。将建立好的周边三维模型及VISSIM自带三维模型加载到仿真模型中，创建立体的三维仿真系统。

[0044] 第六步：仿真分析与应用。运行仿真系统，录制三维仿真视频，根据运行结果分析散场时间，交通拥堵状况等指标。

[0045] （32）微观人流仿真单元

第一步：人流仿真环境构建。准备CAD路网文件，可根据相应设计图纸，清除多余的图

层，仅留下行人行走边线、绿化分隔边线、栅栏边线和硬隔离边线，将其导入Model Builder 即可构造仿真环境。

[0046] 第二步：采集大型活动人流散场基础数据，进行行人步行特征参数标定，标定结果见图11和图12所示。

[0047] 第三步：设置实体类型（Entity Type）。根据实际需求对每个OD对间的人流设置一个实体类型，实施例根据大型活动举办时散场相关安排及散场人流需求分布，共需设置15种实体类型，并可对每种实体类型分配相应的颜色以示区别，此外还可设置实体类别（chinese），并根据行人参数标定结果设定速度类别（Stadium Users）。

[0048] 第四步：设置出入口。根据大型活动举办时散场交通组织方案，在相关举办场所出口处设置人流入口（Entrance），在停车场入口处、临时公交总站入口处设置人流仿真出口（Exit）。

[0049] 第五步：导入散场需求。根据采集到的大型活动相关信息，提取大型活动举办时散场相关需求，将散场需求整理成excel格式，并保存为csv格式，导入到Model Builder中，得到相应的交通需求，并与实体类型对应。

[0050] 第六步：设置路径。根据大型活动举办时散场人流交通组织方案设置各类人员的路径，在设置路径过程中，分流点和中间点需设置Focal Node，然后再针对各类人员依次设置links将Entrance、Focal Node和Exit联系起来。

[0051] 第七步：设置Focal Drift Zone。由于Legion软件总是默认人选择最短路径，因此可能造成人在很宽的道路上过分集中的情形，使得道路利用率不高，为此需设置Focal Drift Zone，针对每个Focal Node和Exit设置Focal Drift Zone，以使行人以分散模式向前行走。

[0052] 第八步：系统调试校正。将Model Builder中所建系统检查无误后导出为ora格式文件，并利用Simulator模块打开ora文件，进行仿真测试，观察仿真运行状况与实际不符和不合常理情况，找出原因，然后在Model Builder中修正，依次反复，直到调整到满意结果即完成系统建立过程。

[0053] 第九步：搭建3D系统。仿真系统完成调试后，将二维ora系统文件或包含有仿真运行结果的res文件导入Legion 3D作为三维系统的仿真数据资源（Data Source），然后将事先建好的3D模型（3DS文件）逐个导入作为三维仿真的背景，至此完成三维系统的建立。[0054] 第十步：仿真分析与应用。运行仿真模型，设置关键检测点，得到人流密度分布、关键点位人流运作状况等评价指标，并录制三维及二维仿真视频。

[0055] 根据上述相关仿真模块的建立和应用，运行完各层交通仿真平台后，对仿真结果进行综合分析，提出系统性的评价结论，并根据评价结论对相关交通组织方案提出指导性意见。

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

14集成指挥调度系统

第14章集成指挥调度系统 14.1概述 集成指挥调度系统最主要的特征就是系统的高度集成化，它利用先进的通讯、计算机、自动控制、视频监控技术，按照系统工程的原理进行系统集成，使得交通工程规划、交通信号控制、交通检测、交通电视监控、交通事故的救援及信息系统有机地结合起来，通过计算机网络系统，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通集成指挥调度系统另一特征是信息高速集中与快速信息处理，交通集成指挥调度系统运用先进的网络技术，获取信息快速、实时准确，提高了控制的实时性，城市交通集成指挥调度系统的应用使交通管理系统中交通参与者与道路以及车辆之间的关系变得更加和谐，缩短了旅行时间，使城市的交通变得更加有序。 集成指挥调度系统的应用领域之一就是交通指挥中心，它能改变传统交通指挥中心管理系统的独立性，使得交通信号控制、电视监控、信息发布、违章管理、事故管理、车驾管业务、122/110接处警管理、通信指挥调度等各个孤立的子系统在计算机网络的基础上有机地连接在一起，各个信息资源在网络上按照权限共享，交通管理者可以在任何时候对城市交通进行监视、指挥控制，并依靠计算机软件实现自动控制、紧急控制和预案控制。 集成指挥调度系统的建设目标是以信息技术为主导，以计算机通信网络和交通指挥综合信息交换平台为基础，初步建成高新技术应用为一体的先进交通指挥调度体系，基本实现交通指挥现代化、管理数字化、信息网络化、办公自动化，使泉州市交通管理现代化达到国内先进水平。最终目标是改善泉州市现有路网运行状况，提高道路的有效利用率和道路通行能力，减少道路的交通拥挤程度、交通事故的发生频率以及因交通拥挤、事故等造成的出行时间延长，降低油耗、减少废气排放等，并实现交通管理的信息化和高效率。 集成指挥调度系统以GIS电子地图为基础，通过综合信息交换平台集成指挥中心内交通流量检测、交通信号控制、视频监控、电子警察、接处警后端处理、

交通系统仿真

交通系统仿真在城市规划交通影响中的应用【摘要】基于城市规划交通影响评价，对目前国内城市规划中存在的道路交通系统问题进行分析，剖析了目前城市规划中实施交通评价的意义。对交通系统仿真技术的概念和发展现状作了简单介绍，并就交通系统仿真技术在交通影响中的实际应用，以及交通评价和交通系统仿真的发展前景进行了预测。 【关键词】交通仿真数学模型交通评价城市规划 Abstract：Based on analyzing the importance of the implementation of traffic evaluation in current urban planning，Author did the research on the significance oftranspod impact system and made a bdef introduction on the concept of simulation technology and development status．Furthermore， this paper analgze the practical application of traffic simulation technology in the traffic impact，and made prediction of the future development of traffic evaluation and traffic simulation．Key words：Traftic Simulation，MathematicaI Model，Traffic Evaluation， Urban Planning 1、引言 随着我国城市化进程的加快。许多大城市在发展过程中各种问题逐渐显现出来，其中最为严重的是交通系统的问题：交通拥堵逐年加剧，交通污染日趋严重，交通效率不断下降。 近几年来，虽然全国各地的城市交通系统方面加大了投资力度和建设速度，但交通问题依然没有明显好转，甚至还有不断恶化的趋势。造成这种现象的一个重要原因，就是在传统的城市规划和交通管理措施制定时较少考虑交通影响和交通设施的承受能力，在土地的开发和项目的新建、改建、扩建前没有对未来的交通需求和交通量进行认真科学合理的分析，即没有形成对城市土地开发、新建、改建项目进行交通影响评价的运行机制。更令人担忧的是，目前在我国，交通影响评价机制的重要性还没有受到像环境影响评价那样该有的重视，其执行标准和规范性也亟待改进。 交通影响评价的全过程，从拟开发项目地点的基本条件、交通产生、交通分布、交通分配到局部土地开发对区域交通服务水平下降的评估，乃至提出交通设施改善，恢复到原先交通服务水平的改进建议，其具体步骤都应有章可循，方可成为一个完整的、精细的交通预测。而交通预测的成败，主要取决于预测结果与真实交通状况的接近程度。尤其对微观交通状况的预测，由于涉及到交通流的随机因素，传统的数学分析方法往往不能准确地描述实际交通状况，而且由于道路交通通常具有不可再现性和不可实验性，或即使可以再现或实验，却需要付出巨大的代价、承担巨大的风险。而现代交通仿真技术则可有效地体现交通流的随机因素，可按设想要求预现或复现交通状况，从而大大降低了现场试验要求。因此，交通仿真技术现已成为交通影响评价中的重要工具。 2、交通影响评价的意义及研究现状 交通影响评价(Traffic ImpactAnalysis。简称TIA)是研究新建项目或城市土地利用变更对交通的影响，如建成区内实施大型项目建设开发时进行交通影响分析的项目占应进行交通影响分析项目的比率。交通影响评价的目的是：交通影响分析是保证大型项目开发建设不导致开发对象周边交通服务水平下降的重要措施，是避免土地超强开发的规划控制措施。分为规划交通影响评价和建设项目交通影响评价。分析内容（1）交通影响分析的主要内容至少包括：分析范围确定；现状交通分析；交通量预测；交通影响评价；改进措施；结论与建议。（2）分析范围确定：分析范围应包括拟建项目对道路交通产生显著影响的区域。一般情况下，应选择拟建项目所在的由城市主干道围合的区域。对于需在立项阶段进行初步交通影响分析的项目和对交通影响较大的项目，分析范围应适当扩大。一般来说,交通影响评价的侧重点应放在制定切合实际的改善措施以使建设项目对外部交通所产生的影响尽可能地减小和明确界定开发商对此影响所应承担的市政设施建设义务两个方面。为使城市建设与交通协调发展，一方面应考虑新建或改建项目在路网交通流量自然增长的情况下对交通设施的影响；另一方面，又应具体分析这种影响在未来路网交通流量中所占的比例，使项目的控制在合理的规模内，做到既能使交通设施承受这种影响，又不妨碍城市的发展和经济的增长。所以交通影响评价是把交通功能目标和资源利用目标有机的结合在一起，使两者互动的有效手段，既能从微观

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述 1、国外的发展概况 交通仿真技术发展较快，发展较早的国家是美国，世界其他国家的仿真软件全部都是在美国的交通仿真技术的基础上进行的发展的。美国在1967年有计算机专业的专家组织建立了美国的计算机仿真学会（SocietyforComputerSimulation），仿真学会的建立极大的推动了美国在交通仿真研究的发展。在美国成立了仿真学会之后，世界上许多国家慢慢地开始了对交通仿真的研究，与此同时，也陆陆续续开发设计了许多不太成熟的交通仿真软件，到现在为止，有很多开发设计的仿真软件发展已经较为成熟，许多都已经基本实现了仿真软件的商业化。 从整个交通仿真软件的发展历程来看，交通仿真软件经历了初步阶段、飞速发展阶段和商业化阶段。 1.1交通仿真软件发展初步阶段 初步阶段交通仿真发展的主要目标还是实现交通信号的合理设计，这个阶段，设计模型

主要还是运用的宏观设计模型，这种模型具备一定的局限性，他的机动性以及表述性不够理想，通过这种模型的到的结论自然也就不具备真正意义上的真实性。虽说这个阶段的仿真系统有一定的局限性，但也可以进行一些简单的模拟，如车辆的跟驰行为、超车变换车道、车流的速度密度流量模拟等。初步阶段出克可以对车辆速度、延误、里程、排队等常规性指标外进行模拟仿真之外，对于车辆的燃料消耗、废气废物的排放也可以进行模拟计算，对于道路几何条件、交通标志标线以及交通设施的描述也有很强的机动性。 初步阶段交通仿真模型的领头羊以罗伯逊在开发设计的仿真软件TRANSYT实至名归，这款软件主要定位还是一款宏观软件，它的最大特点是可以较为合理的计算出交叉口配时的最佳信号周期；在1963年由Ger-lough仿真专家开发设计出的适合用于道路面控信号配置的仿真软件TRANS可以与TRANSYT媲美。此外，美国政府部门开发设计的美国SICOP 仿真系统也是这一时期具备代表性的交通仿真软件。 在交通仿真初步阶段交通仿真模型的发展主要还是收到了当时计算机技术的滞后的影响导致发展比较缓慢，由于计算机技术的的限制，交通仿真模型处理数据问题的准确性以及仿真效果的可视性都不高。 1.2交通仿真软件飞速发展阶段 1970年到1980年间，交通仿真软件迎来了发展的高速时期，计算机技术的飞速发展，推动了计算机相关产业的同步飞速发展，这其中交通仿真软件便是一个比较经典的例子。有电子计算机飞速发展作为基础，仿真软件的仿真模拟精度有了很大的提升，同时，软件的功能也倾向了多元化色彩。在宏观软件全力飞速发展的同时，微观交通仿真也踏上了时代的高速列车，这其中最为突出的两款软件便是NESTSIM、AIMSUM2交通仿真软件，两款软件中，有以美国政府开发设计的NETSIM仿真软件为代表。这款模型是对于单个车辆的运动状态的网络微观交通仿真，NETSIM的出现将城市道路的交通现象的描述推到了一个新的

公安交通集成指挥平台技术实施方案

公安交通集成指挥平台技术实施方案 为贯彻落实《全国主干公路交通安全防控体系三年规划》，根据《公安交通集成指挥平台建设指导意见》要求，组织编写技术实施方案，以指导各地开展公安交通集成指挥平台建设工作。 一、总体要求 （一）指导思想 以维护公路通行秩序、保障公路畅通、有效预防和减少交通事故为目标，以道路交通监控系统为基础，以指挥民警执法、指导民警勤务为核心，以交通安全态势研判预警为重点，以警力部署协调和交通违法干预为根本方法，建设全国统一的公安交通集成指挥平台，支撑交警勤务机制改革，推动落实“警力跟着警情走，勤务随着警情变”，推进公安机关交通管理部门“四项建设”，不断提高公安交通科学化、现代化管理体系建设能力和水平。 （二）建设目标 公安交通集成指挥平台是公路交通安全防控体系三位一体建设的重要内容，也是公安交警部门科技信息化规划建设的四大信息平台之一。集成指挥平台在现有全国机动车缉查布控系统基础上升级而成，按部、省、地市三级分布建设，三级平台互联互通，构建成全国统一的快速高效的公路交通应急指挥体系。通过集成指挥平台建设，实现道路交通态势智能感知、交通违法主动干预、突发事件及时处置、警力科学部署指挥等业务管理，构建快速高效交通指挥体系、常态实战的新型勤务机制，提高交警执法能力和水平，保证道路畅通安全，规范道路行车秩序，有效防范和减少道路交通事故。 （三）建设思路 基于各地自行建设的各类道路监控系统进行信息共享、集成应用和联网运行，实现各类道路交通基础、动态信息的逐级汇聚及大范围分析研判，实现跨地域道路交通管理的联网联控。在联网基础上，实现车辆缉查布控、交通违法现场查处和审核入库、交警执法站信息管理、跨地交通事件监测共享及应急指挥、勤务监督考核等业务的统一管理。各地按照集成指挥平台联网运行的总体架构，规划调整本地道路监控系统的数据及系统分布、业务管理功能，逐步减少各地的差异性，提高应用水平。通过集成指挥平台监测监控系统运行工作情况，保证系统稳定高效运行。 （四）建设任务 1、规划设计集成指挥平台。组织部、省、市三级集成指挥平台的整体框架规划设计。各地按照集成指挥平台总体建设要求，规划设计本地道路监控系统建设改造、信息资源管理整合工作。 2、组织集成指挥平台建设。各地组织搭建本地集成指挥平台软硬件系统运行环境，安装发布集成指挥平台核心软件。根据本地业务需求，研发应用扩充软件。各地组织公安交通指挥中心（指挥室）建设工作。 3、组织基础应用系统改造接入。各地按照建设规划和基础应用系统建设规范及接入标准，新建、升级改造现有电子监控设备、视频监控等基础应用系统，整合各类信息资源，接入集成指挥平台。 4、开展道路管控业务应用。根据本地业务需求，各地组织开展视频巡逻、交通违法取证、信息服务、网上勤务管理、业务 监管考核、信息分析研判、监控设备运行监测等业务应用。 5、制修订技术标准及业务规范。组织制（修）订集成指挥平台结构和功能、通讯协议、数据规范、数据交换等技术标准。制定集成指挥平台业务管理、数据质量要求、运行维护、信息安全等配套管理使用规定。 二、总体技术设计

交通仿真中的虚拟现实技术

图1.1：虚拟现实的３I特交通仿真中的虚拟现实技术 【摘要】虚拟现实技术是当今科技发展的新热点，虚拟现实技术也越来越多的成为交通仿真领域应用软件发展的新趋势。本文简要介绍了虚拟现实技术的特点，探讨了在交通仿真中虚拟现实技术的应用情况，并对虚拟现实技术在这些领城的发展进行了展望。 【关键词】虚拟现实；交通仿真 随着我国的交通事业迅速的发展。在交通仿真应用软件不断更新，除了模型本身，虚拟现实技术的应用越来越多的成为这些软件发展的新趋势以及评价的一个重要指标，为实际应用提供了更为直观、有效的工具。本文就交通仿真中虚拟现实技术的应用进行了分析和介绍，并对今后交通仿真领域虚拟现实技术的发展进行了展望。 一、虚拟现实技术综述 虚拟现实技术(virtual reality, VR)，又称临境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征（如图1.１）的计算机高级人机界面。它综合利用了计 算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、 计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟 人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸 在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等 自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统（如图1.２）的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽

交通运输系统仿真实验报告

一、系统描述 1.1.系统背景 本系统将基于下面的卫星屏幕快照创建一个模型。当前道路网区域的两条道路均为双向，每个运动方向包含一条车道。Tapiolavagen路边有一个巴士站，Menninkaisentie路边有一个带五个停车位的小型停车场。 1.2.系统描述 （1）仿真十字路口以及三个方向的道路，巴士站，停车点；添加小汽车、公交车的三维动画，添加红绿灯以及道路网络描述符； （2）创建仿真模型的汽车流程图，三个方向产生小汽车，仿真十字路口交通运行情况。添加滑条对仿真系统中的红绿灯时间进行实时调节。添加分析函数，统计系统内汽车滞留时间，用直方图进行实时展示。 二、仿真目标 1、timeInSystem值：在流程图的结尾模块用函数统计每辆汽车从产生到丢弃的，在系统中留存的时间。 2、p_SN为十字路口SN方向道路的绿灯时间，p_EW为十字路口EW方向道路的绿灯时间。 3、Arrival rate：各方向道路出现车辆的速率（peer hour）。

三、系统仿真概念分析 此交通仿真系统为低抽象层级的物理层模型，采用离散事件建模方法进行建模，利用过程流图构建离散事件模型。 此十字路口交通仿真系统中，实体为小汽车和公交车，可以源源不断地产生；资源为道路网络、红绿灯时间、停车点停车位和巴士站，需要实施分配。系统中小汽车（car）与公共汽车（bus）均为智能体，可设置其产生频率参数，行驶速度，停车点停留时间等。 四、建立系统流程 4.1.绘制道路 使用Road Traffic Library中的Road模块在卫星云图上勾画出所有的道路，绘制交叉口，并在交叉口处确保道路连通。 4.2.建立智能体对象 使用Road Traffic Library中的Car type模快建立小汽车（car）以及公共汽车（bus）的智能体对象。 4.3.建立逻辑 使用Road Traffic Library中的Car source、Car Move To、Car Dispose、

《城市道路交通管理评价指标体系(2012年版)和《城市道路交通管理评价指标体系说明(2012年版)》

城市道路交通管理评价指标体系 （2012年版） 一、道路交通管理机制指数 1、道路交通规划体系 符号：P1 定义：针对城市的交通发展，编制综合交通体系规划和专项规划，形成完善的规划体系。 主要评价内容： （1）编制城市综合交通体系规划； （2）编制公共交通规划； （3）编制停车设施规划； （4）编制步行和自行车交通系统规划； （5）编制交通安全管理规划； （6）编制城市交通年度报告。 单位：无 2、交通综合协调机构 符号：P2 定义：建立由政府领导、有关部门参加的城市交通综合协调机构，根据交通需求、道路交通安全状况和城市发展要求，进行交通规划、建设和管理。 主要评价内容：

（1）有规划、建设、管理一体化的城市交通综合协调机制； （2）将交通管理工作纳入党委政府重要议事日程，定期召开城市交通问题专题会议； （3）设立工作制度健全、责任明确的综合协调常设机构； （4）机构负责人为政府主要或分管领导，成员包括规划、建设、公安交通、交通运输、教育、园林、市政、城管执法等部门人员； （5）组织协调、跟踪落实与监督考核机制完善； （6）具体工作有措施、有落实、有成效。 单位：无 3、交通影响评价 符号：P3 定义：建成区内实际进行交通影响分析的项目占应进行交通影响分析项目的比例。 单位：％ 表3 交通影响评价分级表 4、交通秩序综合治理机制 符号：P4 定义：建立多部门合作、工作职责和任务明确、决策科学的交通秩序综合治理机制。 主要评价内容：

（1）利用城市交通综合协调机构开展交通秩序综合治理工作； （2）定期开展交通拥堵节点和交通秩序乱点排查工作； （3）制定交通秩序综合治理重点工程实施计划，任务分解、工作责任及进度目标明确； （4）重大交通建设和改善项目征求公众意见； （5）持续开展严重违法行为整治行动； （6）建立严重交通违法与银行信贷信用考评、机动车保险费率挂钩制度。 单位：无 二、道路通行条件指数 1、道路网密度 符号：P5 定义：建成区内道路长度与建成区面积的比值（道路指有铺装的宽度3.5米以上的城市道路）。 单位：km/ km2 表5 道路网密度分级表 2、人均道路面积 符号：P6 定义：市区拥有的道路面积（道路指有铺装的宽度3.5米以上的路，不包括人行道）与市区人口（包括农业人口）的比值。

_Doctor-城市微观交通仿真及其应用(理工大-商蕾)

城市微观交通仿真 及其应用 培养单位：能源与动力工程学院学科专业：轮机工程 研究生：商蕾 指导老师：高孝洪教授 2003年10月

摘要 80年代以来，世界各国虽然基本建成了现代化道路网，但随着经济的发展，路网通行能力已经满足不了交通量增长的需要，交通拥堵现象日趋严重。为了在现有道路条件下实施交通规划和控制，在路网出现拥挤的情况下进行交通诱导和事故处理，必须对交通流的特性有清楚的认识。因此，在过去的五十年里，出现了大量的交通流理论和模型。如按细节层次分，交通仿真模型可分为亚微观模型、微观模型、中观模型和宏观模型。 以前的研究主要集中于宏观模型，讨论交通流量及密度的变化。现在，由于高速运算计算机的发展以及交通仿真的需要，研究热点逐渐转移到微观仿真模型。微观交通模型在每一时刻均计算每一辆车的位置、车速、加速度等特性，可为交通管理和仿真提供详细的信息。 本文以微观交通仿真建模和城市微观交通仿真系统开发为研究重点，主要完成了如下工作： （1） 建立了车辆行为模型，其中包括跟驰模型、邻车影响模型和换道模型。模型中充分考虑了邻道车辆对驾驶行为的影响及驾驶员的 反应延迟，使模型更符合真实情况； （2） 开发了城市微观交通仿真系统：该系统包括车辆产生模型、路网模型、交通规则模型、信号灯控制模型、车辆行为模型、路径选 择模型、路口转向描述模型； （3） 在仿真应用中实现并研究了信号灯周期及其相位按交通需求动态分配的方案，提出该项仿真可用于确定在已知OD下，信号灯控 制路口的最大通行能力，并可作为现有控制方案的评估依据。 （4） 在图形工作站OCTANE上实现城市微观交通仿真系统的可视化，可从多角度实时观测交通状况。 （5） 通过对典型路段的交通调查，验证城市微观交通仿真系统的合理性。 关键词： 微观交通模型、仿真、可视化 I

智能交通仿真平台的设计与实现

智能交通仿真平台的设计与实现 发表时间：2018-05-16T16:47:29.383Z 来源：《基层建设》2018年第3期作者：扈高云 [导读] 摘要：智能交通仿真系统是在各种先进的定位技术和通信技术等为基础下实现的一种交通仿真平台，该系统通过各种先进的设备的对车辆的定位、停车、收费等个方面进行系统的管理，逐渐形成一个完善的智能交通系统。为此，本文就智能交通仿真平台的设计进行了系统的分析，并且提出了有效地措施推动了智能交通仿真平台的进一步实现。 身份证号码：4305211991****6624 广东佛山 528000 摘要：智能交通仿真系统是在各种先进的定位技术和通信技术等为基础下实现的一种交通仿真平台，该系统通过各种先进的设备的对车辆的定位、停车、收费等个方面进行系统的管理，逐渐形成一个完善的智能交通系统。为此，本文就智能交通仿真平台的设计进行了系统的分析，并且提出了有效地措施推动了智能交通仿真平台的进一步实现。 关键词：智能交通；仿真平台；基础设施 引言：智能交通系统的实现需要的坚实的基础提供重要的保证，其中主要有完善的基础设施建设，监控系统、定位系统等了，并且利用目前先进的信息技术、控制技术、传输系统等，对路面上的运输进行全面的了解和控制，从而在实际情况下制定高效、精确、完善、合理的智能交通仿真系统，推动我国经济的持续发展。但是在实际的工作中，为了更好地实现智能交通仿真平台的设计和实现，需要相关部门从以下几个方面进行考虑。首先，相关部门可以尝试着引功用各种的智能交通的模式，并且在RFID定位技术的支持下，探索智能交通仿真平台的设计和实现。其次，尝试着将智能交通仿真系统应用与集成定位、交通信号灯的控制管理、车辆的运行和停放等各个模块[1]。最后，选择合适的体体验者投入到智能交通仿真系统的运行中，让体验着感受到该系统在运行中的优缺点，研究人员还应该积极的将各种先进的高科技技术的应用到系统的运行中，加深体验者对智能交通仿真系统的认识，从而不断的探索智能交通仿真系统的发展趋势。 1 智能交通仿真系统的相关概述 我国研究智能仿真系统的设计和实现的时间较短、理论依据等不充分，较西方发达国家来说，还存在很大的差异，就以欧洲、日本来说，这些国家的智能仿真系统已经在不断的研究中取得了较大的成果，并且开始致力于研究的更高层次的ITS系统。尤其是在美国，该国家TIS技术已经逐渐趋于成熟，并且已经从原来的汽车研究、道路研究逐渐转变为一切交通工具和交通系统的运行和研究中，并且致力于建立的完善的车辆运行管理系统、交通信号灯控制系统、车辆收费系统等多个电子系统。智能交通仿真系统在欧洲的使用情况来看，相关部门应该将的其应用与城市的发展规划和安全系统规划当中。 各国想要实现智能交通仿真平台，需要相应的技术支持，其中做重要的就是定位系统。因为在实施智能交通仿真平台的时候，需要动态的监测车辆的运行情况和运行的位置，然后才能够及时的了解周边的实际环境，制定切实可行的交通管理计划。而美国的全球定位技术和欧洲的卫星定位技术为智能交通仿真平台的设计和实现提供了重要的技术支持。 2 智能交通仿真平台的系统的设计 交通仿真系统的设计需要在各方面的技术支持下才能够得到科学的设计和规划，这个系统的主要功能是实现模型车辆的控制和管理等，缓解我国的交通压力，推动我国交通运输业的不断发展。 2.1 定位技术 技术人员需要在城市道路、公路、停车地点安装相应的的定位芯片，并且为这些定位芯片进行科学的编号结合分组，然后将这些芯片收集到的信息整理到一个数据库中，如果车辆中安装有读卡装置，当经过这些路段的时候系统就会自动的收集带车辆运行中的各种信息，然后将这信息反馈到的中央控制中心，从而获得车辆的动态定位信息[2]。 2.2 控制技术 在智能交通仿真平台的设计工作中通常会使用到各种模拟的车辆，而这些车辆需要有方向盘、刹车、档位等重要装置。当模拟人们在模拟驾驶车辆的时候，可以将车辆中的各种操作动作自动的转变化为相应的数据信息，并且这些信息会被车辆中的主控制系统收集和整理，然后在先进技术和软件的支持下进行数字化，这些信息会反馈到的模拟车辆的中心控制系统，促使车辆自动的依据下达指令，调整运行的速度、方向、档位等。 2.3 动态诱导技术 模型车辆的诱导功能可以分为两种情况，一种是车辆的动态运行诱导功能，一种是车辆的停车诱导功能。通常情况下，模型车辆的运行诱导功能需要及时的了解车辆运行的目的地以及当前的道路的实际情况，然后在通过一定的诱导计算，系统能够自动的为的车辆选择更加科学、合理的运行途径，从而实现车辆的动态运行诱导功能。而模型车辆的停车诱导则需要的在芯片数据库的帮助下实现，也就是说依据安装的的定位芯片来了解车辆所处位置的实际情况，例如：停车收费站、共同通车站等，从而诱导模型车辆选择合适的停车地点。 3 智能交通仿真平台的系统的实现 智能交通仿真平台的实现需要的通信技术和定位技术的共同支持，在整个系统的实现不仅需要车辆的定位系统的准确性，还需要系统的快捷、稳定的通信模块，然后在先进科学技术的支持下实现智能交通仿真系统的实现。 3.1 通信服务系统 智能交通仿真系统的是通过电子信息技术将各种数据库和传输装置相联系，从而实现各个子系统的连接。但是在实际的模型车辆中需要应用到各种通信接口，从而实现车辆运行中各种数据的收集、整理、分析。并且通信服务系统在实际的应用过程中还被分为以下两种模块。 一方面是的串口通信模块，这种通信模块通常是在各种先进及时的支持下运行的，其中主要是Net Framework2.0中的Serial Port类实现的串口通信模块。而Serial由依据自身的特性和功能被划分为，模型车辆驾驶控制中心的串口通信和模型车辆驾驶中的状态反馈串口通信这两种。通过这两个方面的共同合作，不仅能够有效的收集模型车辆在运行中发出的各种信号，并且在软件的支持下将控制信号转化成状态信号，然后整理到储存器中进行。还能够将的模型车辆驾驶舱发出的各种控制信进行采集，将采集到的控制信号储存在控制信号储存中。 另一方面是TCP通信模块，这种通信模块的运行和实现需要通过专业人员的编程，然后在Net Framework2.0中的Serial Port类的帮助下安装相应的软件和装置，从而对智能交通仿真系统运行和实现提供坚实的基础。并且，研究人员还将TCPCtient类进行仔细的研究，衍生

国内外交通仿真技术的研究现状

国内外交通仿真技术的研究现状 仿真，顾名思义是指对真实事物的模仿，也称为“模拟”，它是指为了求解问题而人为地模拟真实系统的部分或整个运行过程。由于科学研究与实践的对象是兼有方法论与工具意义的系统仿真问题，因此，我们讲的仿真一般也就是指系统仿真。雷诺(T.H.Nayfor)在其专著中定义:仿真是在数字计算机上进行实验的数学化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件或系统(或者它们的某些部分)在若干周期内的特征。 国内学者认为:系统仿真就是在计算机或实体上建立系统的有效模型(数字的、物理的、数字一物理效应混合的模型)，并在模型上进行系统试验。 目前人们普遍接受的观点是:系统仿真是以相似原理、控制理论、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科综合技术。 系统仿真是20世纪50年代逐步形成并迅速发展起来的新兴学科。最早的通用仿真器是由美国IBM公司研制的，1%7年更名为通用仿真系统，并增加了许多功能，直至后来发展成应用最广的一种离散系统仿真语言。时至今日，仿真技术发展方兴未艾。我国自20世纪50年代就开展了仿真技术研究，并得到了迅速发展。60年代末，在开展连续系统仿真的同时，已开始对离散事件系统(如交通管理、

企业管理)进行仿真研究。 70一80年代，在训练仿真器方面获得飞速发展，自行研制的飞行仿真器、舰艇仿真器、火电机组培训仿真系统、化工过程培训仿真系统、汽车模拟驾驶仿真器相继研制成功并投入使用，在行业操作人员培训中发挥了很大的作用。1989年中国系统仿真学会正式立，标志着仿真学在中国的发展进入了一个崭新的阶段。90年代，我国开始对分布交互式仿真、虚拟现实仿真等先进仿真技术及其应用进行研究，开展了较大规模的复杂系统仿真[‘2一。 系统仿真近些年来发展十分迅速，它综合集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高科技领域的知识。现代仿真系统已经成为任何复杂的系统特别是高新技术产业不可缺少的研究、设计、评价和训练的手段和工具，并在实践中得到了有效的应用。 1.3.1国外交通仿真技术的研究现状 交通系统仿真技术是随着电子计算机和系统仿真技术的发展而发展起来的。在国外大体上经历了三个发展阶段tl3〕。 第一阶段，20世纪40年代末至60年代初，为诞生期。该时期的工作大多讨论的是如何进行交通流仿真，直到大约1%O年，用仿真技术研究交通流状态的可能性和可行性才得到普遍承认，并且开始开发一些交通系统仿真软件。 第二阶段，20世纪60年代初至80年代初，为发展期。该时期，发表了大量的论文和专著，主要都是关于交通流仿真方法及其模型建立

道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现

::道路与交通工程 Road&Traffic Engineering 道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现 陈晶，孙旭飞，田东黎 （福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108） 摘要：建立了描述车辆换道意图的产生、选择合适车道和实施换道行为的车道变换模型。运用车辆运动学理论，以换道车辆为目标，给岀了目标车辆与邻近车辆的最小安全距离间隙接受模型和车辆换道实施过程的运动模型，并应用到程序设计中，利用基于VC++上建立的交通仿真系统动态地显示非强制换道行为的效果。与VISSIM软件基于规则的换道模型相比，加入驾驶特性的影响和优化原来固定的安全距离,研究结果相对更优。 关键词：道路；微观交通仿真；换道行为；目标位置；最小安全距离 中图分类号：U412.1文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）01-0028-04 Research and Implementation of Simulated Lane Change Behavior Model of Road Micro Traffic Chen Jing,Sun Xufei,Tian Dongshen 智能交通系统（Intelligent Transport System,以下简称为ITS）在交通运输系统发展过程中占据重要地位。由于交通运输系统的不可复制性，交通仿真模型成为ITS中交通分析的重要方法之一，而作为交通仿真的核心部分，车辆行为模型也在ITS中发挥着重要作用m。车辆行为模型包括跟驰行为模型和换道行为模型，其中换道行为模型的质量优劣直接影响着交通仿真模型的效果与性能。与已趋于成熟的跟驰行为模型相比，换道行为模型研究则相对落后回。由于在换道过程中存在运动学过程较为复杂、驾驶员的驾驶特性难以量化、微观数据难以获取等问题，笔者拟从运动学角度对车辆换道行为模型进行分析，从驾驶员的决策过程分析最小安全距离和换道行为实施的运动模型。通过在微观仿真系统上动态显示换道行为的仿真效果，来验证换道行为模型的准确性，并提高微观仿真系统的精度。 1换道行为分类 道路上车辆换道行为是一种普遍且常见的交通现象。车辆换道是指当前道路不止1个车道时,车辆由于某种需求从当前车道变更到相邻车道的驾驶行为。换道行为是指根据驾驶员特性以及对周围交通状况的实时信息（车速、位置等）判断,调整驾驶目标策略的综合过程。换道行为根据换道产生的需求大致可以分为2类：强制换道、非强制换道。强制换道是指车辆为了到达目的地而采取的变道行为，具有确定的目标车道、在一定行驶区域内必须换道的特点；非强制换道又称为自由换道，是指目标车辆在遇到当前车道前车速较慢时，为了追求期望车速以及更大的驾驶空间或为了正常驾驶避开即将驶入安全距离的后车而产生的换道行为。笔者主要研究非强制换道行为。 2换道行为模型研究 换道行为通常被分为：产生换道意图、选择合适车道和换道行为实施2T。其中选择合适车道可以视为分析车辆换道行为可行性的过程，它将最终决定换道行为是否实施。 2.1产生换道意图 在不同的交通流密度下，由于每个驾驶员对当前车辆的期望车速要求不同，这个期望车速主要受车辆的机械特性、驾驶员的驾驶特性和交通规则的影响。车辆在道路行驶时，由于当前车道前车的速度过慢，导致车辆的行驶速度低于期望车速时,便会产生换道需求。但是这个需求不是必须的，而是为了获取更理想的行驶方式而采取的换道行为。只有当选择的目标车道确认换道行为可行时，换道才可实施，否则车辆会继续在原车道减速行驶冋。 28彳苯技水2019No.l(Jan.)Vol.37

交通仿真学习心得

交通系统仿真技术 实 验 报 告 班级：交通10-03 学号：311002030318 姓名:王文博

交通系统仿真技术学习 学习交通系统仿真技术首先要了解几个词的概念。“仿真”是对真实事物的模仿，仿真一词另外一个常见的提法是“模拟”。根据“国际标准化组织（ISO）标准”中《数据处理词汇》部分名次解释，“模拟（Simulation）”与“仿真（Emulation）”两词的含义分别为：“模拟”即选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特征，用另一系统来表示他们的过程；“仿真”即用另一数据处理系统，主要是用硬件来全部或部分地模仿某一数据处理系统，以至于模仿的系统能像被模仿的系统一样接受同样的数据，执行同样的程序，获得同样的结果。“系统仿真”则是模仿现有系统或未来系统运行状态的一种技术手段。“系统”是指相互联系又相互作用着的对象之间的有机结合。这种比较概括的含义包含所有工程的及非工程的系统。机电、电气、水力、声学系统等都属于工程系统；社会、经济、交通、管理系统等都属于非工程系统。系统的分类方法有很多，其中最重要的一种分类方法就是按其状态变化是否连续分为连续系统和离散系统两种。 系统仿真研究的目的在于对现有系统或未来系统的行为进行再现或预先把握。其实系统仿真并不是什么新概念，而是人们早已广泛应用的研究方法，通过在计算机上进行的仿真实验，可以得到被仿真的系统动态特征，估计和评价现有的系统或未来系统的优劣和所采用策略或方案的真确性，从而将系统仿真的概念赋予了新的内容，使之成为辅助决策的重要手段之一。 因此，系统仿真的概念可以表述为：所谓系统仿真，示意控制论、相似原理和计算机技术为基础，借助系统模型对现有系统或未来系统进行试验研究的一门综合性新兴技术。利用系统仿真技术，研究系统的运行状态及其随时间变化的过程，并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特征，以此来估计和推断现有系统或未来系统的真实参数和真是性能，这个过程称为系统仿真过程。 系统仿真是近半个世纪以来发展起来的一门新兴技术学科，他与各门技术学科、管理学科、经济学科以致社会学科都有着紧密的联系，这正是系统仿真得到日益广泛应用的原因。它在航天、航空、军事、科研、工业生产、环境保护、生态平衡、医学、交通工程、经济规划、商业经营、金融流通等各个方面都获得了成功的应用，取得了显著地经济效益。 而我们所学的交通系统仿真是指用系统仿真技术来研究交通行为，它是一门对交通运动随时间和空间的变化进行跟踪描述的技术。从交通技术仿真所采用的技术手段以及所具有的本质特征来看，交通系统仿真是一门在数字计算机上进行交通实验的技术，它含有随即特性，可以是围观的，也可以是宏观的，并且涉及到描述交通运输系统在一定时期实时运动的数学模型。通过对交通系统的仿真研究，可以得到交通流状态变量随时间与空间的变化、分布规律及其与交通控制变量时间的关系。因此，交通系统仿真在道路运输系统及其各组成部分地分析和评价中发挥着重要作用。 交通仿真模型与其他交通分析技术，如需求分析、通行能力分析、交通流模型、排队理论等结合在一起，可以对多种因素相互作用的交通设施或交通系统进行分析和评估。这些交通设施和交通系统可以是单个的信号灯控制或无信号控制的交叉口，也可以是居民区或城市中心区的密集道路网、线控或面控的交通信号系统、某条高速公路或高速公路网、、双车道或多车道县(乡)公路系统等等。另

(完整版)安庆公安局交通警察支队集成指挥平台软硬件采购项目

安庆市公安局交通警察支队集成指挥平台软硬件采购 项目附件 一、项目背景 为贯彻落实《全国主干公路交通安全防控体系三年规划》，根据《公安交通集成指挥平台建设指导意见》要求，并依据安徽省公安厅交警总队下发《公安交通集成指挥平台技术实施方案》文件，安庆市交警支队组织搭建《公安交通集成指挥平台》软硬件系统运行环境，确保集成指挥平台部署和正常运行，满足支队3年以上的实际应用扩展的需要。 二、建设依据 （1）《全国主干公路交通安全防控体系三年规划》 （2）《公安交通集成指挥平台建设指导意见》 （3）《公安交通集成指挥平台技术实施方案》 （4）《公安交通管理信息系统安全防范体系建设规范》 （5）《公安信息通信网边界接入平台安全规范》 三、建设内容 （一）总体构架 集成指挥平台核心数据库及其应用系统软件部署在公安网内，系统在现有机动车缉查布控系统基础上升级而成。集成指挥平台管理的各类动态数据量非常大、需要传输交换视频、图片等资源，对网络要求较高，集成指挥平台按部、省、地市三级分布，按部、省、地市三级建设。如下图所示：

1、部级集成指挥平台。部署部级集成指挥平台数据库及其应用系统。数据库包括：用于平台日常业务管理、数据分发的Oracle数据库和用于数据分析研判的云计算环境分布式数据库。部级平台数据库汇聚存储全国各地道路交通的基础信息、道路交通监控状态信息、缉查布控应急指挥业务信息、车辆轨迹及部分图片信息、部分点段交通流量气象信息、勤务考核监管信息、部分交通事件视频信息、跨省分发业务信息、跨地共享查询授权信息、各类业务统计分析信息等。 2、省级集成指挥平台。部署省级集成指挥平台数据库及其应用系统，部署云计算环境分布式数据库。省级平台数据库汇聚存储本省各地道路交通的基础信息、道路交通监控状态信息、缉查布控应急指挥业务信息、车辆轨迹及部分图片信息、交警执法站车辆检查登记信息、交通流量气象信息、勤务考核监管信息、部分交通事件视频信息、跨地分发业务信息、跨地共享查询授权信息、各类业务统计分析信息、网上业务监管等。 3、地市集成指挥平台。部署地市集成指挥平台数据库及其应用系统。根据业务数据量部署云计算环境分布式数据库（目前数据量安庆市暂不搭建云计算环境分布式数据库，但是需要配置流数据处理中间件软件及相关服务器）。地市平台数据库汇聚存储本地道路交通的基础信息、道路交通监控状态信息、缉查布控应急指挥业务信息、车辆轨迹及图片信息、非

基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型

2005年5月重庆大学学报(自然科学版)May2005第28卷第5期Journal of Chongqing University(Natural Science Editi on)Vol.28　No.5 文章编号:1000-582X(2005)05-0086-04 基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型3 孙　跃,余　嘉,胡友强,莫智锋 (重庆大学自动化学院,重庆　400030) 摘　要:描述了一种对高速路上的交通流仿真和预测的模型。该模型应用了元胞自动机原理对复杂的交通行为进行建模。这种基于元胞自动机的方法是将模拟的道路量离散为均匀的格子,时间也采用离散量,并采用有限的数字集。同时,在每个时间步长,每个格子通过车辆跟新算法来变换状态,车辆根据自定义的规则确定移动格子的数量。该方法使得在计算机上进行仿真运算更为可行。同时建立了跟车模型、车道变换的超车模型,并根据流程对新建的VP算法绘出时空图。提出了一个设想:将具备自学习的神经网络和仿真系统相结合,再根据安装在高速路上的传感器所获得的统计数据,系统能对几分钟以后的交通状态进行预测。 关键词:元胞自动机;交通仿真;数学模型 中图分类号:TP15;TP391.9文献标识码:A 1　元胞自动机 生物体的发育过程本质上是单细胞的自我复制过程,50年代初,计算机创始人著名数学家冯?诺依曼(Von Neu mann)曾希望通过特定的程序在计算机上实现类似于生物体发育中细胞的自我复制[1],为了避免当时电子管计算机技术的限制,提出了一个简单的模式。把一个长方形平面分成若干个网格,每一个格点表示一个细胞或系统的基元,它们的状态赋值为0或1,在网格中用空格或实格表示,在事先设定的规则下,细胞或基元的演化就用网格中的空格与实格的变动来描述。这样的模型就是元胞自动机(cellular aut omata)。 80年代,元胞自动机以其简单的模型方便地复制出复杂的现象或动态演化过程中的吸引子、自组织和混沌现象而引起了物理学家、计算机科学家对元胞自动机模型的极大兴趣[1]。一般来说,复杂系统由许多基本单元组成,当这些子系统或基元相互作用时,主要是邻近基元之间的相互作用,一个基元的状态演化受周围少数几个基元状态的影响。在相应的空间尺度上,基元间的相互作用往往是比较简单的确定性过程。用元胞自动机来模拟一个复杂系统时,时间被分成一系列离散的瞬间,空间被分成一种规则的格子,每个格子在简单情况下可取0或1状态,复杂一些的情况可以取多值。在每一个时间间隔,网格中的格点按照一定的规则同步地更新它的状态,这个规则由所模拟的实际系统的真实物理机制来确定。格点状态的更新由其自身和四周邻近格点在前一时刻的状态共同决定。不同的格子形状、不同的状态集和不同的操作规则将构成不同的元胞自动机。由于格子之间在空间关系不同,元胞自动机模型分为一维、二维、多维模型。在一维模型中,是把直线分成相等的许多等分,分别代表元胞或基元;二维模型是把平面分成许多正方形或六边形网格;三维是把空间划分出许多立体网格。一维模型是最简单的,也是最适合描述交通流在公路上的状态。 2　基于元胞自动机的交通仿真模型的优点目前,交通模型主要分为3类: 1)流体模型(Hydr odyna m ic Model),在宏观上,以流体的方式来描述交通状态; 2)跟车模型(Car-f oll owing Model),在微观上,描述单一车辆运动行为而建立的运动模型; 3)元胞自动机模型(Cellular Aut omat on),在微观 3收稿日期:2005-01-04 基金项目:重庆市自然科学基金项目(6972) 作者简介:孙跃(1960-),浙江温州人,重庆大学教授,博士,研究方向:微观交通仿真、电力电子技术、运动控制技术及系统。