交通仿真复习资料

《交通仿真》课程主要知识点 1. 仿真

利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。这里所指的模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。

2. 交通仿真

交通仿真是20世纪60年代以来，随着计算机技术的进步而发展起来的采用计算机数字模型来反映复杂道路交通现象的交通分析技术和方法。从试验角度看，道路交通仿真是再现交通流时间和空间变化的模拟技术。交通仿真作为仿真科学在交通领域的应用分支，是随着系统仿真的发展而发展起来的，它以相似原理、信息技术、系统工程和交通工程领域的基本理论和专业技术为基础，以计算机为主要工具，利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态，采用数字方式或图形方式来描述动态交通系统，以便更好地把握和控制该系统的一门实用技术。

交通仿真是智能交通运输系统的一个重要组成部分，是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用，它可以动态地、逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象，复现交通流的时空变化，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路以及交通的特征，有效地进行交通规划、交通组织与管理、交通能源节约与物资运输流量合理化等方面的研究。同时，交通仿真系统通过虚拟现实技术手段，能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，对某个位置交通是否拥堵、道路是否畅通、有无出现交通事故、以及出现上述情况时采用什么样的解决方案来疏导交通等，在计算机上经济有效且没有风险的仿真出来。

3. 交通仿真的主要内容

1. 公路系统交通仿真研究

2. 城市道路网交通仿真

3. 行人和非机动车交通仿真

4. 交通环境仿真

5. 交通安全仿真

6. 面向ITS的交通系统仿真

4. 交通仿真的特点

1. 经济性

2. 安全性

3. 可重复性

4. 易用性

5. 可控制性

6. 可拓展性

5. 满足ITS仿真需求的条件

1. 清晰地表现路网的几何形状

2. 清晰地表现驾驶员的行为

3. 清晰地表现车辆间的相互作用关系

4. 清晰地表现交通控制策略

5. 模拟先进的交通管理策略

6. 提供与外部实时系统的接口

7. 模拟动态车辆诱导，再现信息交换过程

8. 具有普适性

9. 精细化仿真路网交通流的状况

10. 模拟公共交通

11. 提供结果分析工具

12. 提供图形化的交互界面

6. 交通仿真分类

6.1 从交通流理论的角度

微观交通仿真：跟驰模型、超车模型、换道模型

宏观交通仿真：出行路径选择模型、交通流量分配模型

6.2 从仿真技术角度

连续时间仿真

离散时间仿真

6.3 从仿真实现的方式

Agent理论仿真

多媒体技术仿真

人机交互方式仿真

元胞自动机仿真

……

6.4 从解决问题的对象来说

交叉口交通仿真

路段交通仿真

综合路网交通仿真

6.5 从仿真应用的研究范围来划分

交通安全仿真、交通拥堵仿真、交通规划仿真、交通控制仿真、驾驶员行为仿真等

7. 微观与宏观交通仿真的区别

微观仿真通过考察单个驾驶员和车辆及其相互作用特征来描述系统的状态；宏观仿真是通过考察交通流特征，即车流的“平均”行为来描述系统的状态。

8. 交通仿真的优点

1.不需要真实系统参与，因而具有经济方便的特点，特别适用于尚不存在的系统

2.对交通系统中某些危险情况或灾难性的后果，交通仿真是非常有效的手段

3.能够不断改变运行条件进行交通行为预测

4.通过交通仿真，深入分析车辆、驾驶员、行人、道路以及交通流的特征，有效地进行交通规划、交通组织等研究，了解基本元素及其相互作用关系

9. 宏观交通仿真模型

宏观交通仿真模型忽略移动单元（车辆、行人、非机动车等）个体行为，以交通流整体作为描述对象来从整体的角度描述交通流的运动特征。宏观模型的重要参数是车辆速度、密度和流量。

10. 宏观交通仿真基本步骤

11. 微观交通仿真模型

微观交通仿真细致地描述了交通系统的交通环境及车辆实体等构成要素，它是以单个

车辆为对象，通过一些相对简单但真实的仿真模型来模拟车辆在不同道路和交通条件下的路网上运行，并以动态图像的形式显示出来，在描述和评价路网交通流状况方面具有传统数学模型所无法比拟的优越性。例如，微观模型对交通流的描述是以单个车辆为基本单元的，车辆在道路上的跟车、超车及车道变换行为等微观行为都能够非常细致和真实的反映出来。微观模型的重要参数是每辆车的当前速度和位置。

12. 微观交通仿真的基本模型

1. 车辆生成模型

2. 路网描述模型

3. 交通规则模型

4. 信号灯控制模型

5. 车辆行驶行为模型

6. 路径选择模型

7. 路口转向模型

8. 交叉口模型

13. 微观交通仿真的基本步骤

14. 四阶段法

交通四阶段法以居民出行调查(person trip survey)为基础，由交通生成(trip

generation/attraction)、交通分布(trip distribution)、交通方式划分(modal spl it)、交通量分配(trafficassignment)四个阶段组成。

15. 常见的交通仿真软件介绍

15.1 ⅥSSIM

15.2 TransCAD

15.3 Synchro

15.4 Cube

15.5 Paramics

15.6 VISUM

15.7 MITSIM

15.8 DynaMIT

15.9 DYNASMART

15.10 Integration

15.11 Transmodeler

15.12 EMME/2

16. 高峰小时系数

高峰小时是指由于城市地区通勤与通学等出行引起的出行数量明显高于其他时间的某

个小时，一般分早、晚高峰小时。高峰小时流量的水平一般通过高峰小时系数即高峰小时

流量与4*15分钟中流量比值。

PHF5=高峰小时交通量/（12×高峰5分钟流量）

PHF15=高峰小时交通量/（4×高峰15分钟流量）

研究认为十五分钟高峰小时系数是造成交通拥堵的主要原因，所以主要研究十五分钟的高峰小时系数。