VISSIM在動態(tài)交通分配仿真中的應(yīng)用研究

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1、http://www.paper.edu.cnVISSIM在動態(tài)交通分配仿真中的應(yīng)用研究陳扶崑,朱月河河海大學(xué)交通學(xué)院,南京(210098)E-mail:fukunchen163@163.com摘要:為了研究VISSIM中的動態(tài)交通分配仿真。以VISSIM的建模規(guī)則為基礎(chǔ),文中詳細(xì)闡述了VISSIM實現(xiàn)動態(tài)交通分配的原理和過程。最后利用VISSIM4.10軟件,構(gòu)建了一個3×3的道路網(wǎng)絡(luò),并成功實現(xiàn)了動態(tài)交通分配的效果,證明VISSIM軟件在大型路網(wǎng)的動態(tài)交通分配仿真中的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞:VISSIM,動態(tài)交通分配,微觀仿真1前言德國PTV公司開發(fā)的交通微觀仿真軟

2、件VISSIM以車輛駕駛行為為基礎(chǔ),具有直觀、逼真的演示效果,現(xiàn)廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:交叉口設(shè)計方案比較研究;分析公交優(yōu)先和輕軌加速方案;通行能力分析和公交優(yōu)先方案測試;對于交通流控制、收費道路、路段控制系統(tǒng)、道路進(jìn)口控制系統(tǒng)和特殊車道等交通管理系統(tǒng)進(jìn)行分析;公交集散點的客流仿真與可視化,建立具有三維效果的地下鐵路車站和客流模型;完成高度專業(yè)的交通工程任務(wù),例如鐵路運行閉塞區(qū)段通行能力分析,收費廣場或者邊境控制管理;另外還可運用動態(tài)交通分配對大型道路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可行性分析。基于以上VISSIM在交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,近年來國內(nèi)眾多學(xué)者對其應(yīng)用做了大量研究,本文主要研究利用

3、VISSIM進(jìn)行大型路網(wǎng)的動態(tài)交通分配。2VISSIM仿真軟件簡介VISSIM是德國PTV公司開發(fā)的微觀交通流仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個離散的、隨機(jī)的、以1/10秒為時間步長的微觀仿真軟件。車輛的縱向運動采用了Wiedemann教授的“心理—生理跟馳模型”,橫向運動(車道變換)采用了基于規(guī)則(Rule-based)的算法。VISSIM軟件能夠仿真出車道類型、交通種類、交通信號控制、停讓控制等交通運行情況,具有分析、評價、優(yōu)化道路網(wǎng)絡(luò)、不同設(shè)計方案比較等功能,是分析許多交通問題的有效工具。該軟件向用戶提供了操作方便的網(wǎng)絡(luò)元素編輯和參數(shù)輸入功能,網(wǎng)絡(luò)元素如路段和車道、公共

4、汽車站停車及讓路標(biāo)志、交通信號燈的位置和編號、車輛檢測器的位置和編號、路徑選擇、不同路徑交通量分配比例均可通過系統(tǒng)所提供的各種功能進(jìn)行設(shè)計,另外VISSIM還可實現(xiàn)動態(tài)交通分[1]配的仿真優(yōu)化。本文重點研究在VISSIM中如何實現(xiàn)動態(tài)交通分配的仿真。3利用VISSIM實現(xiàn)動態(tài)交通分配原理一般用VISSIM進(jìn)行靜態(tài)分配時,需要使用路網(wǎng)編輯器手工輸入仿真車輛的行駛路徑,所以駕駛員無法選擇出行起迄點間的行駛路徑,而實際中駕駛員選擇路徑是隨著路網(wǎng)中的交通量變化而變化的,這樣就產(chǎn)生動態(tài)交通分配的研究問題。在VISSIM的動態(tài)交通分配中,可以建立駕駛員的路徑選擇行為模型,并使

5、用OD矩陣取代靜態(tài)分配時的輸入交通量。VISSIM的動態(tài)交通分配是通過迭代仿真運行的方法實現(xiàn)的,也就是說,路網(wǎng)模型進(jìn)行多次仿真實驗,駕駛員根據(jù)每次迭代仿真期間所感知的出行費用來選擇路徑,具體可分為以下幾步。(1)獲得OD間的所有行駛路徑。VISSIM假設(shè)多數(shù)駕駛員選擇最優(yōu)路徑,少數(shù)駕駛-1-http://www.paper.edu.cn員選擇非最優(yōu)路徑,所以在仿真運行時,VISSIM反復(fù)計算OD間的最優(yōu)路徑并找出多條行駛路徑,將這些行駛路徑存檔供駕駛員選擇。(2)分析評價找出的行駛路徑。駕駛員對路徑的選擇行為是建立在他們對行駛費用的評價結(jié)果之上的,VISSIM中采

6、用一般性費用作為評價行駛路徑費用的指標(biāo)。一般性費用是評價行駛路徑優(yōu)劣的一個綜合指標(biāo),它反映了路徑的距離、行駛時間和其它各種費用。(3)選擇行駛路徑。根據(jù)一系列可選擇路徑和它們的一般性費用,計算出選擇每條路徑的駕駛員比例。VISSIM采用改進(jìn)的logit模型進(jìn)行路徑選擇。下面詳細(xì)闡述在VISSIM中實現(xiàn)動態(tài)分配的過程。3.1建立抽象路網(wǎng)為了使交通分配更加有效,VISSIM中需對路網(wǎng)進(jìn)行抽象處理,將交叉口抽象成節(jié)點,將交叉口間的路段抽象成通路。動態(tài)交通分配中的交通量是以O(shè)D矩陣的形式輸入的,所以需要將仿真區(qū)域分成幾個交通小區(qū),并在交通小區(qū)內(nèi)設(shè)置停車場,停車場用于生成和

7、吸引交通量。建立抽象路網(wǎng)的具體要求如下:(1)一個停車場只能屬于一個特定的小區(qū),一個小區(qū)可以擁有一個以上的停車場。VISSIM中的停車場分為真實停車場和抽象停車場,真實停車場符合實際停車狀況,并且停車場有容量限制,默認(rèn)容量為700輛/小時/車道,該類停車場適用于路網(wǎng)模型比較符合實際的情況,而抽象停車場沒有容量的限制,適用于建模車輛不使用真實存在的停車場駛?cè)牖蝰偝雎肪W(wǎng)起點和迄點的情況。(2)VISSIM中將交叉口簡化為節(jié)點,并且規(guī)定將處于路網(wǎng)邊緣的路段終點也需要定義節(jié)點,各個節(jié)點間及節(jié)點內(nèi)部存在多條通路,OD點間的路徑是由一系列通路組成的。3.2交通需求的加載在VI

8、SSIM中

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