网络交通流动态仿真模型体系研究-参考

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1、16网络交通流动态仿真模型体系研究网络交通流动态仿真模型体系研究1．交通仿真系统为深入研究交通系统规划、设计、管理等方面的问题，往往需要通过交通仿真实验进行网络交通流的量化分析。根据分析要求和基础数据条件的不同，这种交通仿真分析形成了一种层次关系。从抽象程度上看，对交通状态的计算机仿真可以分为三个层次的问题：宏观层次。在这一层次上重点研究的是交通系统与社会经济系统之间的关系，研究者所关心的主要是在一定的政策调控下，交通需求的总体规模如何随社会经济的发展而变化，以及一定的交通供应限制对社会经济系统产生的影响。其主要的分析目的是确定交通发展政策，明确总体需求规模，研究宏观供需平衡以及通过政策手段的

2、供需调控。中观层次。在这一层次上将交通流看作是流体，主要研究交通流在交通网络上分布形态（严格地讲是时空分布形态）。这部分工作与通常的交通网络规划与管理方案的制定、分析和评价有着密切的关系，近年来国际上交通工程领域的热门话题-智能交通系统更是与其具有紧密的联系。我们所熟悉的四阶段网络交通流预测技术可以看作是这一层次的传统典型方法。微观层次。这一层次的仿真分析是将交通个体—车辆、船舶、行人等作为研究对象，通过跟车模型、排队论模型、冲突点模型以及一些局部流态模型等分析交通状态。在这三个层次上的仿真实验具有一定程度上的相互关联，细化层次的仿真实验往往为抽象程度更高层次的仿真模型提供参数确定依据或说明。

3、宏观层次仿真对于交通系统来说,需要描述的交通的宏观需求特性和宏观分布特性，而其中的宏观分布特性正是根据中观仿真研究的成果，加以提炼抽象而成。中观仿真的任务主要是说明网络交通流的分布特性，这需要微观仿真分析模型提供基础模型，例如路段交通流-费用（时间）模型、交叉口入口拥挤排队模型等，同时整个网络的全部路段及路线交通量的分布分析成果，也将成为提取交通宏观特征的基础依据。对于近年来为各国研究者所关注的智能交通系统来说，重点需要解决的是动态中观仿真及微观仿真问题，其中中观仿真主要用来说明如下问题：l网络交通状态预测；l网络交通控制；l异常事件管理；l拥挤收费分析；l自动高速公路的控制与操作；l系统方案

4、规划与评价等。而对于智能交通系统中的交通诱导子系统来说，网络交通流中观仿真分析模型主要任务是说明网络动态交通流的空间-时间分布形态特征，这种描述是建立在对于交通用户（驾驶员）行为特征研究的基础上，它所依托的微观仿真分析成果主要有：交通用户的路线选择机理及模型、路线旅行时间的预测模型、路段交通旅行时间与交通流量间的关系模型、交叉口入口拥挤排队模型等。这里所谓的动态模型主要是指对交通流时变特性的描述，特别是路网上交通流滞留所产生的影响的说明，这正是与静态交通分配模型的本质差异。16网络交通流动态仿真模型体系研究对于这类分析模型来说，最终的目标是要建立计算机交通仿真分析与实验系统，因而对于模型的研究

5、必须紧密结合程序设计而进行，为此提出的要求是算法的结构特征研究和算法的可实现性分析（在一定的计算机环境资源的制约下）。网络交通流动态仿真在交通控制与诱导系统中的地位与作用，可以参照下面的系统构成结构图来加以理解。动态路线诱导系统交通信息中心交通控制交通监视系统动态交通选择模型预测信息：旅行时间/费用动态OD矩阵预测快速干道控制一般道路控制动态仿真模型图1时变交通流仿真模型与应用系统之间的关系2.动态交通分配模型体系2.1体系结构动态交通分配模型构成了一个模型家族，其体系结构如图2所示。与静态交通分配模型相比较，动态交通分配模型的特点是能够描述车辆在路网上的滞留情况：对于某一个时间段来说，路网上

6、的车辆并不仅是与这一时间段对应的OD交通量所造成的，还有上一个时间段从起点出发，但尚未到达终点的那部分车辆-滞留交通量。当我们需要研究路网上得时变交通流情况时，动态交通分配模型是一个十分有用的工具。动态交通分配模型可以分为不同类型:从基本类别来说，动态交通分配模型可以分为根据系统最优原则和用户最优原则的两大类别，系统最优原则是按照系统总体费用最优的要求确定用户的路线选择，这是一种理想状态，或者说是一种管理者意愿状态。对于交通系统来说，并不能做到直接控制每一个参与者严格按照系统最优的原则来确定自己的行动，交通参与者是根据使得自己的利益得到最优保证的原则确定自己的行为。因而交通系统是一个环境条件调

7、控下的分散系统，这里所谓的分散是各个参与者独立进行自己的行为决策，同时这种决策又是建立在整体交通状态条件的基础上，管理者对系统的调控是通过发布系统状态信息，以及控制系统状态调节措施（例如信号灯控制等）来实现的。根据上述分析并不能得出系统最优动态分配模型是没用的模型的结论，它描述了一种系统最理想状态所能够达到的水平，往往作为调控方案的一个比较基准。基于即时路段交通时间的动态用户最优分配模型（Inst