理论教育 VISSIM仿真软件:交通工程学成果

VISSIM仿真软件:交通工程学成果

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:VISSIM既可以在线生成可视化的交通运行状况,也可以离线输出各种统计数据,如行程时间、排队长度等。在多车道路段上,VISSIM允许驾驶员超越本车道车辆,也允许其超越临近车道的两辆车。VISSIM采取三种方式描述“驾驶员-车辆-单元”的特征属性。

VISSIM仿真软件:交通工程学成果

1. VISSIM交通模型

VISSIM由交通仿真器和信号状态产生器两部分组成,它们之间通过接口交换检测器数据和信号状态信息。VISSIM既可以在线生成可视化的交通运行状况,也可以离线输出各种统计数据,如行程时间、排队长度等。

交通仿真器是一个微观交通仿真模型,它包括跟车模型和车道变换模型。信号状态产生器是一个信号控制软件,基于一个微小时间间隔(0.1 s)从交通仿真器中提取检测器数据,用以确定下一仿真秒的信号状态。同时,将信号状态信息回传给交通仿真器。

交通仿真模型的精确性主要取决于车辆模型的质量,如路网车辆行驶理论。与其他不太复杂的模型采用连续速度和确定的跟车模型不同,VISSIM采用的跟车模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路:一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理(安全)距离,后车驾驶员开始减速。由于后车驾驶员无法准确判断前车车速,后车车速会在一段时间内低于前车车速,直到前后车间的距离达到另一个心理(安全)距离时,后车驾驶员开始缓慢地加速,由此周而复始,形成一个加速、减速的迭代过程。车速和空间阈值的随机分布能够体现出驾驶员的个体驾驶行为特性。

德国卡尔斯鲁厄工业大学进行了多次实地测试以校准该模型的参数。定期进行的现场测试和模型参数更新,能够保证驾驶行为的变化和车辆性能的改善在该模型中得到充分的反映。

在多车道路段上,VISSIM允许驾驶员超越本车道车辆(默认为2辆),也允许其超越临近车道的两辆车。此外,在距离交叉口停车线100 m处,驾驶员警惕性会提高。

VISSIM通过在路网中移动“驾驶员-车辆-单元”来模拟交通流。具有特定驾驶行为的驾驶员被分配到特定的车辆,驾驶员的驾驶行为与车辆的技术性能一一对应。VISSIM采取三种方式描述“驾驶员-车辆-单元”的特征属性。

(1)车辆的技术参数,如车辆长度、最大车速、可能的加速度、路网中所处位置、实际车速和加速度。

(2)“驾驶员-车辆-单元”的行为:驾驶员的生理-心理反应(判断能力和行动能力)阈值、驾驶员的记忆力、基于当前车速和驾驶员期望车速的加速度。

(3)“驾驶员-车辆-单元”的内在联系、本车道和临近车道的前车和后车、当前车辆所在路段和下一个交叉口、下一个交通信号。

2. VISSIM软件仿真步骤(www.daowen.com)

VISSIM进行交通仿真的步骤简单概括起来如下:

(1)根据实测的几何数据画出路网图,包括车道(Link)、接头(Connector)等组成元素。

(2)根据与交叉口连接道路车辆的行车要求(如直行、转向等)添加或编辑行车路线(Define Routing),必要情况下定义方向选择(Direction Decision),但路径选择比方向选择更为有效。

(3)添加或编辑车辆类型(Vehicle Types),相当于定义车辆功能的物理性能,包括车型、选定车型几何尺寸、颜色、期望速度及加减速性能等,期望速度可以在交通组合中编辑。

(4)添加或编辑车辆类别(Vehicle Class),一种或几种车辆类型可组成一个车辆类别,速度、评价、路径选择行为和其他交通网络元素都是直接针对车辆类别而言的。默认情况下,一个车辆类别指向同名的一种车辆类型。多种车辆类型只要它们具有相似驾驶行为仅仅是特性不同才能组成同一个车辆类别,例如,BUS因为其有不同的长度因而将它们分为不同的类型,但因为其有相同的驾驶行为所以可以组成一个车辆类别。

(5)定义交通流组成(Traffic Composition),它定义每一进入交通网络的交通流的车辆组成(类别及混合比或流量),值得注意的是,公交车辆的流量将在公交车路径里单独定义而不能包括在此流量中。

(6)定义进入交通网络的交通流量,交通流量可因路段或时间段的不同而不同。

(7)建立信号控制(Signal Controller)和信号组(Signal Groups),并在同交叉口相连接的车道上(Lane)设立交通控制灯(Signal Head)。

(8)选定要输出的统计文件(如记录排队长度及延误文件),并调整有关模拟参数对整个交通网络进行仿真模拟。

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