智能交通論文

1、.廣 州 航 海 學 院 課程論文題目： 公共交通仿真技術(shù)的研究 系 別：港口與航運管理學院專 業(yè)：交通運輸 班 級: 交通運輸131 姓 名: 關(guān)冠淇 學 號: 2013122101072016年1 月 3日摘要：關(guān)鍵詞：交通仿真，公共交通，仿真軟件目錄1什么是交通仿真技術(shù)1.1 交通仿真技術(shù)的特點2國內(nèi)外公共交通仿真用到的軟件3交通仿真的基本過程6國內(nèi)外微觀交通仿真技術(shù)的新進展公共交通仿真技術(shù)的研究 什么是交通仿真技術(shù)交通仿真是研究復雜交通問題的重要工具，尤其是當一個系統(tǒng)過于復雜，無法用簡單抽象的數(shù)學模型描述時，交通仿真的作用就更為突出。交通仿真可以清晰的輔助分析預測交通堵塞的地段和原因，

2、對城市規(guī)劃、交通工程、和交通管理的有關(guān)方案進行比較和評價，在問題成為現(xiàn)實以前，盡量避免，或有所準備。交通仿真是20世紀60年代以來，隨著計算機技術(shù)的進步而發(fā)展起來的采用計算交通仿真交通仿真 機數(shù)字模型來反映復雜道路交通現(xiàn)象的交通分析技術(shù)和方法。從試驗角度看，道路交通仿真是再現(xiàn)交通流時間和空間變化的模擬技術(shù)。交通仿真作為仿真科學在交通領(lǐng)域的應用分支，是隨著系統(tǒng)仿真的發(fā)展而發(fā)展起來的，它以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程和交通工程領(lǐng)域的基本理論和專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機為主要工具，利用系統(tǒng)仿真模型模擬道路交通系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采用數(shù)字方式或圖形方式來描述動態(tài)交通系統(tǒng)，以便更好地把握和控制該系統(tǒng)的一門實用

3、技術(shù)。交通仿真是智能交通運輸系統(tǒng)的一個重要組成部分，是計算機技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的一個重要應用，它可以動態(tài)地、逼真地仿真交通流和交通事故等各種交通現(xiàn)象，復現(xiàn)交通流的時空變化，深入地分析車輛、駕駛員和行人、道路以及交通的特征，有效地進行交通規(guī)劃、交通組織與管理、交通能源節(jié)約與物資運輸流量合理化等方面的研究。同時，交通仿真系統(tǒng)通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)手段，能夠非常直觀地表現(xiàn)出路網(wǎng)上車輛的運行情況，對某個位置交通是否擁堵、道路是否暢通、有無出現(xiàn)交通事故、以及出現(xiàn)上述情況時采用什么樣的解決方案來疏導交通等，在計算機上經(jīng)濟有效且沒有風險的仿真出來。交通仿真作為仿真科學在交通領(lǐng)域的應用分支，是隨著系統(tǒng)仿真的發(fā)展而發(fā)

4、展起來的，它以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程和交通工程領(lǐng)域的基本理論和專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機為主要工具，利用系統(tǒng)仿真模型模擬道路交通系統(tǒng)的運行狀態(tài)，采用數(shù)字方式或圖形方式來描述動態(tài)交通系統(tǒng)，以便更好地把握和控制該系統(tǒng)的一門實用技術(shù)。 交通仿真技術(shù)的特點（1）經(jīng)濟性 有些數(shù)據(jù)無法通過調(diào)研和試驗得到，或者這一過程花費的人力、物力過大，這種情況下，這些數(shù)據(jù)可以通過交通仿真的方法得到。（2）安全性利用計算機進行仿真試驗，可以避免實地調(diào)研和試驗（如交通調(diào)查）中可能出現(xiàn)的意外傷害。（3）可重復性 一旦建立了一個仿真模型，可以任意重復仿真過程。（4）易用性 仿真方法比以往的方法更容易應用，不需要太多的數(shù)學知

5、識去建立一些解析模型。（5）可控制性 交通仿真是通過程序控制的，它很容易使某些參數(shù)的作用限制在一定范圍或特定值。例如，人為地固定一些變量為常數(shù)，只改變一些變量以考察它們對道路交通仿真交通仿真 安全性的影響；還可以事先對一些諸如信號配時、幾何形狀等因素進行人為優(yōu)化，采取特定的組合方案進行模擬，進而對不同方案進行比選，評價等。（6）快速真實性 與實際交通調(diào)查相比，交通仿真可以快速獲得結(jié)果，縮短了數(shù)據(jù)獲取周期，還可以避免由于人為因素發(fā)生交通中斷等干擾而造成的數(shù)據(jù)丟失或失真。（7）可拓展性 由于利用計算機模擬是對一種設想進行驗證，它可以使某些參數(shù)（如車速、交通量等）超出實際調(diào)查所能得到的范圍。利用交通

6、仿真進行模擬預測還可以再現(xiàn)復雜交通環(huán)境條件下的車流運行特性，彌補觀測數(shù)據(jù)的不足。2.國內(nèi)外公共交通仿真用到的軟件City Traffic Simlulator City Traffic Simlulator是一個C#開源交通仿真軟件SSIM SSIM是一個微觀的，以車輛駕駛行為基礎(chǔ)的交通仿真軟件。對很多的工程學科交通仿真交通仿真 而言，仿真已經(jīng)成為優(yōu)化復雜的技術(shù)體系的不可或缺的工具。交通工程的專家結(jié)合三維動畫效果，為技術(shù)專家和決策者提供可信，直觀的演示效果。當一個項目耗資巨大，這種演示更顯重要。SSIM被應用在70多個國家的項目中，這個數(shù)據(jù)可以說明一切。典型的應用范圍如下：對交叉口設計方案（環(huán)

7、島，有/無信號控制，跨線橋方式）進行比較；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)，道路進口控制和特殊車道等交通管理系統(tǒng)進行分析；運用動態(tài)交通分配對大型道路網(wǎng)絡進行可行性分析；完成高度專業(yè)的交通工程任務，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；對交通平靜區(qū)的交通仿真；公交集散地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；利用EXCEL對不同參數(shù)對應的車輛延誤進行比較TransModelerTransModeler是一個綜合宏觀、中觀和微觀的多功能仿真軟件，它以Caliper公司專門為交通應用而開發(fā)的

8、地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)，采用最新的交通行為仿真模型，為技術(shù)專家和決策者提供科學的仿真數(shù)據(jù)和形象的演示效果。它的應用功能包括：車輛出行狀態(tài)仿真出行需求模型分析交通控制方案的仿真交通管理設施的仿真公交系統(tǒng)仿真收費站仿真事故和施工區(qū)仿真行人仿真車輛行駛路線的追蹤停車仿真三維動態(tài)仿真功能綜合仿真TransModeler提供強大而靈活的數(shù)據(jù)輸入和編輯功能，它支持多種格式的遙感圖象并提供了一套與Google Earth并線協(xié)調(diào)和導入圖像的功能，方便生成交通仿真網(wǎng)絡的道路和設施等，將仿真功能的結(jié)果建立在真實地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上，并以實時動態(tài)的方式顯現(xiàn)出來，其結(jié)果也可存儲為WMV等格式進行日后的演示。此外

9、，TransModeler還提供一套GIS應用開發(fā)工具庫（GISDK），用于系統(tǒng)的二次開發(fā)，使用者可以定制自己的界面并擴充其需要的功能。Paramics是一個完全集成化的軟件，它集成了仿真、可視化、交互式路網(wǎng)繪制、自適應信號控制、在線仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、跟馳、交通控制策略評價、交互式仿真參數(shù)調(diào)整等功能。能夠從SATURN、NESA、CUBE(TRIPS）等相關(guān)交通軟件讀取有關(guān)節(jié)點和路段的信息。自從1996年第一個商業(yè)版的軟件發(fā)行以來，Paramics一直在微觀交通仿真的軟件市場上占據(jù)重要地位。Quadstone公司發(fā)行的Paramics目前在世界許多國家得到了廣泛的應用，在交通規(guī)劃、管理和決策中

10、起著舉足輕重的作用。Flowsim交通仿真主要功能：各種類型路網(wǎng)仿真：城市道路、高速公路、一般公路等干線或區(qū)域交通仿真。交通組織與控制仿真：有信號交叉口、無信號交叉口、匝道、環(huán)島控制等。多種交通信號控制策略仿真：區(qū)域控制、干線協(xié)調(diào)、定時信號控制方案等。交通預案分析研究：交通規(guī)劃及管理方式（如渠化、單行線、禁行）、交通事故等異常交通狀況對道路交通的影響。模擬各種交通設施對交通行為的影響：車道限用標志、變道標志、道路指示牌、固定和可變信息板等。交通仿真顯示：多角度、多窗口的二維、三維仿真效果，逼真再現(xiàn)交通過程。仿真過程中和仿真完成后可以輸出交通仿真數(shù)據(jù)：流量、速度、旅行時間、延誤時間等多種統(tǒng)計指標

11、。交通仿真系統(tǒng)的流程用系統(tǒng)仿真技術(shù)，研究系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其隨時間變化的過程，并通過對仿真運行過程的觀察和統(tǒng)計，得到被仿真系統(tǒng)的仿真輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計和推斷現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的真實參數(shù)和真是性能，這個過程稱為系統(tǒng)仿真過程。 1.確定研究對象（環(huán)島），并對對象進行相關(guān)交通數(shù)據(jù)的調(diào)查，調(diào)查數(shù)據(jù)包括：高峰小時交通量數(shù)據(jù)、環(huán)形交叉口幾何尺寸數(shù)據(jù)、現(xiàn)況信號配時情況以及現(xiàn)況機動車道劃分情況等；2.利用圖像處理軟件采集環(huán)島現(xiàn)況地形圖片，并導入軟件；3.進行路網(wǎng)繪制，按照機動車流方向確定link的起終點，并對link參數(shù)進行編輯調(diào)整，例如車道數(shù)量、車道寬度、行為類型、顯示類型等；4.鏈接各個車道，選

12、取要鏈接的車道進行鏈接并對相應參數(shù)進行編輯修改，依次對各條可行的車道進行鏈接為下一步工作做好準備；5.對模型添加交通量，在模型中選擇相應的link，并輸入其在一個仿真模擬周期內(nèi)的交通量；6.輸入機動車運行路徑，對起始link和終止link進行鏈接編輯；7.輸入信號配時方案；10.輸入發(fā)車頻率、車型尺寸、車速、加減速度、車型組成等必要數(shù)據(jù)；11.設置監(jiān)視器；12.選擇仿真結(jié)果輸出形式。 國內(nèi)公共交通仿真技術(shù)的研究二十世紀九十年代后，國內(nèi)交通工程界逐漸關(guān)注到注意交通仿真研究的重要性，同濟大學，東南大學，交通部公路科學研究所等一批科研單位開始展開這方面實質(zhì)性研究并取得了一定的成果,但總的來說，目前國

13、內(nèi)的仿真研究仍較為零散，往往只局限于解決單一問題，如對二車道公路通行能力的仿真研究，高速通道入口匝道范圍交通仿真，優(yōu)先控制型交叉口交通仿真等等。深圳交通研究中心于近年成立交通仿真研究中心，并引進了德國VISSIM交通仿真系統(tǒng)，這是國內(nèi)交通工程專業(yè)機構(gòu)通過引進國外成熟仿真軟件并付諸實踐來加快中國交通仿真應用的一個重要的嘗試。在仿真模擬中認為vissim軟件的存在不足1關(guān)于合流的沖突問題解決，vissim有兩種方法，一是使用讓行控制，這控制方法在主次不分，流量較大的交叉口仿真就不能與實際相符。二是使用信號燈，這種方法倒是很省事，但是對于現(xiàn)狀沒有信號燈的主次不太明顯的交叉口就無能為力了。2 關(guān)于變道決策的問題，vissim提供了動態(tài)分配和靜態(tài)路徑兩種方法實現(xiàn)路徑誘導，在交叉口的connect