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中关交通仿真研究综述

来源 : 互联网
作者 : 118期刊网
发布时间 : 2019-01-28 06:57:00

摘要:本文是对中关交通仿真研究的回顾。阐述了交通仿真,宏观交通仿真,介观交通仿真和微观交通仿真的基本概念。介绍了国内外介观交通仿真研究的概况,总结了分析的基础。提出问题和研究方向。

关键词:交通仿真,中视交通仿真,模型


1简介


交通仿真直观,准确,灵活,是描述复杂道路交通现象的有效手段。中关交通仿真是一种仿真技术,可以结合宏观交通仿真和微观交通仿真的优势来描述交通流的动态运行。它在运输领域具有独特的优势。目前,中关交通仿真研究已成为国际交通工程领域的研究热点之一。


2交通模拟


交通仿真是一种由计算机技术开发的交通分析方法,随着20世纪60年代以来计算机技术的发展,以反映复杂的交通现象。交通仿真可以反映实际交通系统的特点,分析交通系统在各种设定条件下的可能行为,寻求实际交通问题的最优解,并评估交通设施各种设计方案的效果。


根据交通系统描述的交通仿真模型的不同详细程度,交通仿真可分为三个层次:宏观,中观和微观。


(1)宏观交通仿真模型


它对运输系统的要素和行为的详细描述处于较低水平,从全球角度关注运输系统的特征。宏观交通模型通过流密度函数控制交通流的操作,而不描述循环特征。典型的宏观模拟问题包括路径选择问题,网络流量分配问题等。


(2)中关交通仿真模型


它更高程度地描述了运输系统的要素和行为的细节。中视图交通模拟中的交通流量描述通常基于由多个车辆组成的队列。它可以描述路段和节点中队列的流入和流出行为。还可以以简单的方式描述诸如车辆的车道变换之类的行为。


(3)微观交通仿真模型


它最高程度地描述了运输系统的要素和行为的细节。微观交通仿真基于以下模型,跟踪每辆车的运动过程,并可以给出单个车辆的详细结果,包括实际速度,行驶时间,拥堵时间等。但是,该模型在某种程度上受到模拟车辆数量的限制,并且还取决于计算机的CPU和内存容量。大多数模型很难在大规模网络上在线运行。


相对而言,宏观模拟模型缺乏对道路水平和垂直路段变化以及交通控制和管理特征变化的考虑。虽然微观模型可以研究交通运营与车辆之间的相互作用,但评估各种新的交通控制和管理技术。优点和缺点,但对复杂的真实网络的适用性稍差。中关交通仿真是一种描述交通流动态运行的仿真技术,可以考虑宏观交通仿真和微观交通仿真的优势。

3种中视仿真模型综述


介观模拟模型描述了由几个车辆组成的队列中的交通流量。它可以描述节点处队列的流入和流出行为。车辆的车道变换的行为也可以以简单的方式近似,特别适合于模拟。在大规模且难以访问基本数据的情况下,使用中视仿真模型还可以提高仿真的速度和效率。


目前,最常见的中视交通仿真模型有:INTEGRATION,DYNASMART,DYNAMIT,TRANSMODELER等国外仿真模型和目前正在中国开发的DYNACASTIM模型。


(1)整合:INTEGRATION模型由加拿大女王大学M. Van Aerde教授于20世纪80年代中期开发,现已发布版本INTEGRATION 2.30。 INTEGRATION模型使用自行车和宏观交通流理论的组合,因此被认为是准微观模型,也称为介观交通仿真模型。 INTEGRATION中的汽车驾驶模型算法使用运动学模型。自行车的速度基于拥挤时的自由流量,交通容量和宏观交通流量参数。自从20世纪80年代INTEGRATION模型的发展以来,它已广泛应用于美国和许多其他国家的工程项目,如美国MTOIBIMcCormick-Rankin公路交通引导系统和GoudappelCoffeng交通监控系统的开发。荷兰;加州大学伯克利分校PATH项目;美国波士顿的中央道路/隧道工程;模型在美国通用汽车研究实验室的TravTek系统(交通路线引导系统)的开发中也发挥了重要作用,并应用于盐湖城冬季奥运会的TravTek(交通路线引导系统)评估。 JHK国际运输咨询公司应用IN-TEGRATION模型模拟盐湖城的公路运输网络,为冬季奥运会的运输组织做出了贡献。


(2)DYNASMART:DYNASMART模型由Jayakrishnan,Mahmassani等人在20世纪90年代初在德克萨斯大学奥斯汀分校开发。 DYNASMART-X和DYNASMART-P有两个版本。 DYNASMART-X的开发主要是早期使用的。实时交通信息估计与预测,交通诱导,交通仿真,动态交通分配,DYNASMARFP主要用于交通规划。


(3)DYNAMIT:DYNAMIT由20世纪90年代初由麻省理工学院的Moshe Ben Akiva教授开发。主要用于:实时交通信息估计和预测,基于预测信息的交通诱导,动态交通分配,基于数据采集和统计分析的交通规划。


(4)TRANSMODELER:TRANSMODELER是由Caliper开发的用于城市交通规划和仿真的多功能交通仿真软件包,实现了微观仿真,细观模拟和宏观仿真的无缝集成。最重要的是,TRANSMODELER将交通仿真模型与GIS-T相结合。道路网络等空间数据存储和管理完全采用GIS数据处理方法,可以通过数据库管理系统管理道路网等空间数据。

TRANSMODELER可以模拟从高速公路到市区道路的各种道路交通网络,并可以详细,逼真的方式分析各种出行方式的交通流量。 同时,同一道路网络也有宏观看法。 微观模拟,主要用于综合交通仿真。

(5)DYNACASTIM:由西安交通大学研究开发的DYNACASTIM,力求借鉴DYNAMIT和DYNASMART的成功经验,建立适合行为特征定位的实时交通评估预测系统, 国内旅客交通特征与交通管理策略。 然而,DYNACASTIM仍处于开发阶段,该技术尚不成熟,尚未应用于实际的道路网络。 以下是常用的中视流量模拟模型的比较。

4总结


从上述分析过程可以看出,各种中关交通仿真系统各有特色。然而,大多数上述中观交通模拟系统是由西方发达国家为实际运输条件开发的。基本上,不考虑混合交通方式的相互作用,如人流,自行车流量和机动车流量的相互作用,并且不能很好地反映中国城市交通的现状。因此,有必要研究适合中国混合交通条件的微观交通仿真模型和仿真系统。

如何降低重复率

引用

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5韩凤春,刘东等。交通工程[M]。中国人民公安大学出版社,2003

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