各類交通仿真軟件綜合介紹

1、交通仿真軟件EMMEEMM是一個較為全面的出行需求預測系統(tǒng)，面向城市、區(qū)域和國家的交通規(guī)劃。EMM提供特有的靈活開放的建模思路，允許用戶自由利用現(xiàn)有技術(shù)或創(chuàng)造新方法以滿足當?shù)匦枰?。目前的最新版?EMME3，通過新一代的工具和功能，如新的網(wǎng)絡編輯工具、新的可視化和 分析功能、新的 GIS集成功能、超過 100多個交通主題型地圖的可擴展性圖書館功能，使得 EMME3具有emme出行需求預測軟件的工業(yè)標準上的高可信度。Emme核心模塊有4部分組成，私人交通、公共交通、需求模型、分析自動化。私人交通交通分配，Emme提供3種最佳的交通分配方法，每一種方法，都具有高效率和高可靠性。? 標準交通分配 (

2、Standard Traffic Assignment)采用線性相似的用戶最佳 Frank and Wolfe均 衡交通分配方法。? 并行標準交通分配 (Parallel Standard Traffic Assignment)標準交通分配的并行計算版，可以加速多處理器系統(tǒng)。? 基于路徑的交通分配(Path-based Traffic Assignment) 一種新用戶最優(yōu)均衡交通分配，具有較好的性能，收斂效果好，在反饋中使用加快迭代速度的熱啟動方法。路徑分析每一個Emme交通分析工具都會提供 Emme路徑分析功能，允許路徑選擇和轉(zhuǎn)向選擇分析、瀏覽、局部分析等。Emme路徑分析，對汽車冷啟動的

3、排放污染、汽車尋找停車位、當?shù)豓S區(qū)域交通、匝道網(wǎng)絡、收費網(wǎng)絡以及其他應用進行建模。通過標準和并行標準交通分配方法，Emme豐富的路徑分析關(guān)鍵詞和運算符集，可以計算真實距離矩陣(最短路徑或平均OD矩陣)，成本或通行費矩陣，子區(qū)域OD矩陣。而Emme基于路徑的交通分配方法可以保存路徑，加以分析，無需再運行分配程序。公共交通交通分配從規(guī)劃到運營，Emme提供一系列交通分配方法滿足用戶的各種需求。評價相關(guān)的交通政策, 如發(fā)車頻率、時刻表、車容量、擁堵、費用表等。? 標準交通分配 Standard Transit Assignment.復雜的多交通工具和多路徑的交通分配，使得 預期出行成本最小化。?

4、時刻表分配Timetable Assignment.使用詳細的出發(fā)和到達信息推導最優(yōu)路徑。? 非集計交通分配 Disaggregate Transit Assignment可以詳細分析個體交通出行的起點和終 點準確位置信息或節(jié)點數(shù)，而不只是區(qū)域數(shù)。戰(zhàn)略分析正如Emme路徑分析工具可以補足 Emme交通分配工具一樣，Emme戰(zhàn)略分析功能可以補足 交通分配工具解決大規(guī)模交通系統(tǒng)規(guī)劃中與交通策略分析有關(guān)的問題。交通分配過程中，完全有 可能使用全面的策略分析關(guān)鍵詞和運算集。如果使用得當，可以應用到很多地方，比如計算距離 矩陣、路徑路線選擇分析、站到站矩陣、線到線轉(zhuǎn)換、或根據(jù)期望的費用結(jié)構(gòu)計算費用矩陣。

5、需求模型Emme矩陣計算器和矩陣均衡程序提供了涵蓋幾乎所有帶狀區(qū)域出行需求預測模型的綜合性 框架，從經(jīng)典的4階段模型到多種運輸方式交通分配的直接需求函數(shù)，到基于出行鏈的集計需求 模型*矩陣計算器(Matrix Calculators) Emme矩陣計算器提供通用和有建設(shè)性的方法用于需求模型 數(shù)據(jù)，如社會經(jīng)濟學人口統(tǒng)計資料或區(qū)域數(shù)據(jù)，以及任何一些跟交通模型有關(guān)的輸入、輸出 或中間矩陣數(shù)據(jù)。不同于其他一些既定的需求模型程序，Emme提供全面而靈活的工具集用于矩陣運算。* 矩陣均衡程序 (Matrix Balancing Procedures).二維和三維 Emme矩陣均衡程序提供 building

6、 blocks實現(xiàn)各種空間的相互作用或出行分布模型；因為Emme提供的這些內(nèi)部工具還有完整的程序，所以用戶可以自由的進行定義或在主題上新建當?shù)氐陌姹?。分析自動?網(wǎng)絡計算器(Network Calculators) Emme網(wǎng)絡計算器無需用戶編寫腳本或外部編程，而執(zhí)行 具體的分析，包括基礎(chǔ)性的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)統(tǒng)計、運行分析和評價中的各種結(jié)果后期處理、甚至是 執(zhí)行中更為復雜的多級模型特征中必須的迭代網(wǎng)絡優(yōu)化。TRANSCADTransCAD是世界第一個也是唯一的一個將地理信息系統(tǒng)(GIS)設(shè)計運用在交通領(lǐng)域，儲存、顯示、管理、分析交通數(shù)據(jù)的軟件。TransCAD結(jié)合地理信息系統(tǒng) GIS和交通建模能力于一

7、體,提供了一個獨立的集成平臺，超過了以往任何一個程序包。TransCAD可以在任何規(guī)模和任何細節(jié)層次上用于所有的交通模型：一個具有特殊交通擴展功能的強大GIS引擎專為交通運輸應用而設(shè)計的匹配、可視化和分析工具。面向路徑選擇、出行需求預測、公共交通、運輸、位置選擇和土地管理的應用模塊Tran sCAD的主要模塊如下：(1)網(wǎng)絡分析網(wǎng)絡分析模型用于解決多種類型的運輸網(wǎng)絡問題：最短路徑選擇可以在任何數(shù)量的起點和終點之間(含有任何數(shù)量的中間點)，生成最短、 最快或成本最低的路線。網(wǎng)絡分割可以基于易用性的特點新建服務小區(qū)，可以分析行駛時間，或評估可能的設(shè)施位 置。在網(wǎng)絡劃分時，用戶還可以計算一組特定地點

8、的網(wǎng)絡距離或行程時間。旅行推銷員模型構(gòu)建一個高效的出行計劃，可以構(gòu)建網(wǎng)絡上的任何節(jié)點之間的最有效的訪 問路線。(2)交通規(guī)劃和出行需求模型交通規(guī)劃和出行需求模型，用來預測出行方式的變化，以及隨著區(qū)域發(fā)展、人口和交通供給的變化下交通運輸系統(tǒng)的利用系數(shù)。TransCAD是唯一基于并充分整合 GIS的規(guī)劃性工具，包括交通生成、交通分布、交通方式劃分和交通分配。TransCAD包括所有傳統(tǒng)的 UTPS模型，具有簡化要求的快速響應模型，和先進的非集計需求模型。出行產(chǎn)生/發(fā)生模型(Trip Generation/Production models)估算出研究范圍內(nèi)的每個分區(qū) 產(chǎn)生的基于出行目的的出行量。出

9、行吸引模型(Trip Attraction models )預測每一個小區(qū)或特定的土地使用點所產(chǎn)生的出 行吸引量。出行均衡方法(Trip Balancing methods)可以使得吸引量與產(chǎn)生量保持均衡。出行分布模型(Trip Distribution models)可以預測起終點間出行或流量的空間分布。 方式劃分模型(Mode Split models)分析并預測個體或群體在針對不同出行類型的交通方 式選擇情況。P-A到0-D轉(zhuǎn)換和日時間工具(P-A to O-D and Time of Day tools )可以將產(chǎn)生量和吸引 量矩陣轉(zhuǎn)換成起訖點的交通需求值，將24小時出行矩陣表分解成每

10、小時出行矩陣表，將個人出行轉(zhuǎn)換成車輛出行，并應用高峰小時因子。交通分配模型(Traffic Assignment models)估計出網(wǎng)絡上的交通流量并允許用戶建立交 通流方式并分析擁堵點。 TransCAD提供一套完整的交通分配程序用于城市交通仿真，這 些程序還有多種演化形式，可以用于公交模型，還可以用于城際間客運和貨運模型。高級高速公路程序(Advanced Highway Assignment procedures)可以作廣義成本的交通 分配、HOV分配、多方式車流分配、多類用戶交通分配、與交通分布組合的分配、以及 基于流量的轉(zhuǎn)向延誤和信號配時優(yōu)化的交通分配。公交分析(TRANSIT A

11、NALYSIS )Tran sCAD有特殊的工具和程序來創(chuàng)建和處理公交網(wǎng)絡。公交票價可以定義為單一票和區(qū)域票。通過使用公交網(wǎng)絡和費用結(jié)構(gòu)，用戶可解決最短路徑問題和計算公交路徑屬性(即特征矩陣 skims )。也可以使用單獨或與公交網(wǎng)絡完全合一的非機動車出行模式網(wǎng)絡。公交網(wǎng)絡還可以用 來做公共交通分配。可以估算公交網(wǎng)絡中路段上乘客的數(shù)量，將其作為公交服務水平的一個函數(shù)。 這些模塊計算網(wǎng)絡鏈等級并集計乘客量統(tǒng)計數(shù)。Tran sCAD包括大量復雜的公交網(wǎng)絡分配程序。TransCAD是唯一具有特定公共交通可擴展性的地理信息系統(tǒng)GIS。TransCAD可為復雜公交系統(tǒng)做數(shù)據(jù)管理，并已應用于乘客信息系統(tǒng)、

12、調(diào)度和營銷中。(4)車輛尋址和物流( VEHICLE ROUTING AND LOGISTICS)TransCAD提供了豐富的工具包用來解決各種裝卸和接送路徑選擇問題。這些工具用來制備 輸入數(shù)據(jù)、求解路徑問題、并以表格和圖形的形式提供計算出的最優(yōu)路徑和車輛調(diào)度時刻表。TransCAD程序還可以解決由傳統(tǒng)車輛路徑尋找問題而演變出的諸多更為復雜的問題，例如時間 和停留點的限制條件、多個中心站的車輛調(diào)度、多種類型車輛的使用。TransCAD中的車輛尋找路徑程序還能解決混合取貨送貨問題。解決方案找到后以圖片形式顯示，用戶可以通過添加或移 動停留點的交互方式編輯路徑。如果添加或移動停留點，用戶可以馬上再

13、次優(yōu)化路徑，從而減小 時間窗的偏移量。TransCAD程序?qū)τ趨^(qū)域分割、集群形成和設(shè)施選址在交通和營銷業(yè)方面得到廣泛應用。集 群形成程序?qū)㈩櫩?、設(shè)施或區(qū)域分別匯聚成一個緊密并易于服務的的群組。區(qū)域劃分模型將地區(qū) 按照人口普查區(qū)域、郵政編碼區(qū)域、縣或其他區(qū)域組成若干緊湊均衡的區(qū)域。位置模型針對假設(shè) 的設(shè)施位置做成本與收益評估。VISSIM 和 VISUMVISSIMVISSIM是一款多模式下交通流建模的主流微觀仿真軟件。憑借其獨特高精準水平，VISSIM可以準確仿真城市和高速公路交通，包括行人、騎自行車者、機動車輛。VISSIM可為用戶提供一個綜合考慮質(zhì)量、安全和成本因素的解決方案。由于VISS

14、IM結(jié)合交通工程專業(yè)知識以及最先進的顯示選項甚至是3D動畫于一體，使得其應用不僅僅是在交通領(lǐng)域。越來越多的決策者和地方當局都選擇 VISSIM作為有力的依據(jù)來證實預計的政策可能出現(xiàn)的成效，更不用說是否要新建 一條道路或規(guī)劃一條軌交。因此VISSIM在為居民參與決策過程提供了獨特的機會。在VISSIM中，動態(tài)路徑選擇的標準和策略使得用戶可以真實的模擬車輛尋找目的地的行為。為更高效舒適 的建模，可以將所有的目的地歸入一組，使用用戶定義的路徑和動態(tài)交通分配。VISSIM可以最優(yōu)化固定時間控制的單個交叉口的綠燈時間。經(jīng)過一系列的仿真運行后，用戶定義的周期的持續(xù) 時間會根據(jù)當前的交通需求做相應調(diào)整。目標

15、是最大限度的提高計算能力并且減少損失時間。作 為另一個獨特的特點，行人仿真和車輛仿真已經(jīng)合并在一個軟件程序里，是由德累斯頓科技大學（現(xiàn)蘇黎世聯(lián)邦理工大學）的Dirk Helbing教授于1995年在社會力模型的基礎(chǔ)上完成。該模塊可以專業(yè)、真實的仿真行人行為模式。VISUMVISUM是用于交通規(guī)劃、交通需求仿真和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理的全面、靈活的軟件系統(tǒng)。它可應用 于所有大陸地區(qū)、州、市的交通規(guī)劃。VISUM整合了所有相關(guān)的運輸方式在統(tǒng)一的網(wǎng)絡模型中，如小汽車、乘客、卡車、公交、火車、徒步、自行車。VISUM提供各種交通分配程序，也提供基于出行端和基于出行目的四階段模型。VISUM先進的規(guī)劃和信息系統(tǒng)，

16、具有獨特集成和可擴展的特點。其可擴展性體現(xiàn)在 3方面：«縱向可擴展性(Vertical scalability):從單一交叉口分析和局部交通規(guī)劃，到國家交通和 運輸建模的所有任務，VISUM都可以執(zhí)行。不管是優(yōu)化信號配時、可達性分析或評估 新建鐵路，VISUM的設(shè)計都能滿足用戶的需求。« 橫向整合(Horizontal integration) : VISUM 為多模式和多式聯(lián)運分析而設(shè)計。它可以顯示相關(guān)交通方式的所有范圍，取決于用戶希望顯示的內(nèi)容。用戶可以在關(guān)注不同車型 的私人交通的同時，還可以關(guān)注包括公共交通、P&R交通、自行車交通和步行在內(nèi)的綜合交通網(wǎng)絡。&#

17、171; 靈活的系統(tǒng)架構(gòu)(Flexible system architecture): VISUM 涵蓋了廣泛的應用領(lǐng)域，從桌 面應用程序到多用戶操作，用戶可以同時訪問同樣的數(shù)據(jù)。開放的系統(tǒng)架構(gòu)使得系統(tǒng)易于擴展。用戶還可以通過PTV的附加模塊或自定義腳本，增加更多的功能，如Python或 VBA。VISUM是一個綜合了所有方面戰(zhàn)略規(guī)劃的信息和規(guī)劃系統(tǒng)。用戶可以直接將實時數(shù)據(jù)整合進 戰(zhàn)略規(guī)劃過程中。因此，可以使用實時數(shù)據(jù)評估戰(zhàn)略規(guī)劃對運營規(guī)劃的影響。另外，規(guī)劃人員可 以將條件變化產(chǎn)生的價值加入規(guī)劃過程中。在PTV軟件中，數(shù)據(jù)建模包括了標準的交通四階段模型。VISUM整合了交通生成、交通分布和出行

18、方式選擇，顯示了其模型是基于出行目的和出行端。 VISUM中交通生成的思路是基于出行鏈和0-D矩陣。CUBE由于集成了 GIS軟件ArcGIS的標準，Cube擁有一套完整的交通預測、交通仿真和交通地理信息軟件。它涉及范圍之廣，以至可以解決所有規(guī)劃和交通工程問題。通過使用Cube，研究員便能夠評估公共交通方案、道路定價策略、土地使用發(fā)展、貨運碼頭位置、最新的信號方案、以及 改進的幾何設(shè)計。強大的模型、GIS技術(shù)、統(tǒng)計和比較功能、報告和圖表、高質(zhì)量的圖形輸出和驚人的動畫技術(shù)，使得Cube在制定決策時的速度非常之快。到目前為止，有來自70個國家超過2000個的城市在使用 Cube, Cube至今已有

19、25年的研究、發(fā)展和應用歷史。功能Cube是世界上使用最廣泛并且最全套的交通規(guī)劃軟件。其綜合性交通系統(tǒng)建模功能的易用性,是Cube的一個亮點。Cube的主要功能可以分為 8個部分基礎(chǔ)模塊Cube Base提供直觀的編輯、分析、出圖，以及設(shè)計、構(gòu)建和修改模型，仿真的工具。 它包括4個主要工作區(qū)：«交通GIS(Transportation GIS)-用于數(shù)據(jù)編輯分析和出圖«模型開發(fā)(Model Development)-用于設(shè)計、文件記錄和修改模型«場景開發(fā)(Scenario Development)-用于創(chuàng)建、運行和管理場景«分析(Analysis)-用于

20、評估和比較場景客流預測(Cube Voyager)提供綜合性的用于模擬人們出行的程序庫。通過它用戶可以：使用先進的交通分配方法和公共交通模型使用模塊化的基于腳本的結(jié)構(gòu)使用任何方法進行建模，包括標準四階段模型、離散選擇模型和基于活動的模型。中觀模擬(Cube Avenue)動態(tài)交通分配模式，使用于大范圍的地區(qū)，區(qū)域聯(lián)絡線路評估，更強大的幾何分析,更適用于交通控制和研究智能交通ITS策略研究。通過明確的建模時間，加強CubeVoyager的交通分配模型，主要功能包括：«在實施前測試不同操作下的反應對比緩解高峰時段擁擠的措施檢查緊急疏散計劃的有效性微觀交通仿真(Cube Dynasim)是

21、一款多模式微觀仿真系統(tǒng)。當?shù)缆吩O(shè)計、控制、土地使用和出 行需求發(fā)生變化，利用 Cube Dyn asim可以快速直觀地反映這些變化對交通網(wǎng)絡的運作所帶來的影 響。Cube Dynasim還可以在仿真小汽車、卡車、公交、電車、自行車和行人交通流的時候捕捉錯 綜復雜的交通行為。土地應用(Cube Land)一套先進的土地使用模擬軟件；可模擬土地使用交通發(fā)展之間的互動及 影響。包含土地使用預測的程序庫，用戶可以：*在不同經(jīng)濟監(jiān)控和輔助條件下模擬房地產(chǎn)市場*結(jié)合Cube Voyager，Cube Land可以為用戶開發(fā)綜合土地利用和交通模型。貨流預測(Cube Cargo) 一套專為貨運預測而開發(fā)的軟件；可用于海、空、鐵、公路貨運以及 市區(qū)運貨卡車等的流量預測。包含預測區(qū)域性和長途貨流，以及卡車交通需求。Cube Cargo允許用戶測試各種政策和基礎(chǔ)設(shè)施的改進，例如定價策略和貨物專用設(shè)施。估算0D矩陣(Cube Analyst)是專門開發(fā)