微观仿真系统flowsim在城市交通组织与管理中的应用研究

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1、·380·关爱生命预防事故微观仿真系统FLOWSIM在城市交通组织与管理中的应用研究张庆1郭敏2吴建平3(1．北京交通大学，系统工程研究所，北京，100044)(2．北京公安交通管理局科研所，北京，100061)(3．北京交通大学，中英智能交通中心，长江学者，北京，100044)【摘要】本文以北京两个典型的复杂路口为例，介绍了FLOWSIM微观仿真系统在城市交通组织和管理中的应用。特别是在大型环岛和复杂交叉口的交通组织优化和信号配时优化中，应用仿真系统的理论和方法，为解决目前城市交通的拥堵问题提供了一种先进的、切实可行的应用技术和方法。【关键字】FL

2、OWSIM仿真系统交通管理交叉口仿真交通组织方案优化引言目前，随着我国城市交通需求的增长，各大城市的交通堵塞也日益严重。仅以北京为例，2005年年底，北京的机动车已达270多万辆，并且还在以每天1000多辆的速度增加，直接的影响是北京城区拥堵点和拥堵时间的增加。大城市的交通拥堵问题，不仅给城市居民的出行带来不便，还严重制约了当地经济的发展，每年都给国家造成数以万亿元的直接和间接经济损失。国外自20世纪五六十年代就开始了对道路交通流的研究，提出了各种宏观和微观的交通流理论模型，如英国的FLOWSIM和PARAMICS、西班牙的AIMSUM、美国的TRA

3、N．SIMS和TSIS、德国的VISSIM等。这些计算机模拟模型已成为城市交通规划、管理、系统评价和对各种智能交通系统进行技术和社会经济效益评价的主要手段。尽管北京ITS智能交通系统工程的实施在一定程度上加强了交通科技建设的步伐，提高了交通管理水平，但是，传统的、经验型的交通组织和交通管理，仍然难以满足日益发展的交通需求。在大型交通工程的规划与管理中，如北京的大型立交桥、大型路口和大规模路网等复杂的交通组织和交通管理实践方面，迫切需要采用新一代交通领域的高技术即计算机仿真的手段，通过建立科学的交通模型，在计算机上模拟现实交通，进一步解决交通组织和交通

4、管理中的决策问题。1．解决城市交叉口拥堵的传统交通组织和管理方法传统的交通组织和交通管理的方法，是由交通工程技术人员根据交通工程的理论和经验，采取的各项方案和措施。这些方案和措施包括：二、交通管理与秩序法规·381·(1)在交叉口建立交通管理的各项设施，包括交通标志和标线等；(2)根据机动车的流量和流向，设计交叉口的渠化方案；(3)交叉口需要进行信号灯控制时，通过机动车交通流量的数据，进行信号灯的配时设计；同时，通过行人和自行车的流量设计行人和自行车的配时方案。在交通量小、交叉口几何模型简单即车道少、机动车、行人和自行车等混合行驶少的情况下，传统交通

5、组织方法可以完成对一个交叉口的交通组织和管理的工作。但是对于像立交桥这样特大型交叉口以及入口车道达5车道以上的复杂交叉口，利用传统的交通组织的方法，是很难实现科学决策的，特别是对于一个交叉口的通行能力、延误时间、旅行时间、停车次数等进行方案的量化和比较时，很难判断其方案的优缺点。2．解决城市交叉口拥堵的微观仿真方法2．1FLOWSIM微观仿真模型简介FLOWSIM(FuzzyLogicbasedRoadWayTrafficSimulationModel)是英国南安普顿大学运输研究所基于模糊数学理论建立的一套微观交通仿真模型⋯。它利用模糊数学理论建立了

6、能体现各种驾驶员固有驾驶行为的跟车模型、车道变换模型和并道模型。在FLOWSIM中，跟车模型的模糊数学计算由以下模糊推理逻辑运算实现：陵：?陡：j图1跟车模型的逻辑运算图示其中：DSSD表示跟车与前车的间距与目标间距的差，DV表示跟车与前车的相对速度，c’代表加速度值的集合，最后可以得到确定的跟车加速度值ACC。FLOWSIM在英国等欧洲国家进行了大量的模型检验。自2000年起，FLOWSIM也在中国的几个大城市对中国特有的自行车、行人等复杂的交通行为，进行了大量的数据采集和研究工作，使其更加适合中国人的驾驶行为，为中国城市的交通问题解决提供了一套科

7、学的决策方法和评价方法。FLOWSIM能够适用予各种不同的路网：城市网络、高速公路、一般公路、交通干线或多者混合情况；能够模拟不同的交通控制：有信号交叉口、无信号交叉口(让路或停车)、匝道控制、环岛等；可用于交通预案分析研究，如道路关闭、交通事故等对道路交·382·关爱生命预防事故通的影响；可模拟VMS上显示的消息对交通行为的影响；可模拟可变限速标志对交通流的影响；能够提供超过20种的统计输出文档：流量、速度、旅行时间、车道密度、车辆间距时间分布、冲突时间分布等。FLOWSIM可以广泛应用于道路规划方案比较，交通组织、管理方案评价，交通控制系统优化配

8、时。同时还被广泛应用于科学研究，如新型的智能交通系统的系统稳定性分析，对于周围交通、环境的影响分析，以及社会