交通仿真技术.doc

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1、交通仿真技术作者：王延平刘亚男来源：《科学与财富》2016年第13期        摘要：交通仿真是近些年来在交通系统的研究、规划、验证和开发中广泛使用的一种技术。文章从交通仿真的定义和研究内容出发，系统介绍了交通仿真的三种模型。文中描述了交通仿真在国内外的发展历程和研究现状，并对其中一些典型软件和模型作了介绍，在最后，指出了当前交通仿真的一些不足。        关键词：交通仿真；分类；研究状况；模型        一、研究背景        随着科技的迅猛发展，计算机的功能日益强大，可为人民服务的范围也日益宽广。现实中的交通可通过计算机实时复现，问

2、题的解决亦可由其模拟实现。交通仿真是计算机技术在交通工程领域的重要应用，不仅可重复再现交通流随时空变化的运行态势，亦可对各种交通参数、经济参数等进行单一或综合分析，以科学量化方式提供交通管理与决策的依据。        二、交通仿真        2.1仿真        仿真是用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在或设计中的系统。当所研究的系统造价昂贵、实验危险性大或需要很长时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种较有效的研究手段。        2.2计算机仿真        计算机仿真是应用电子计算机对系统

3、的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性较逼真的模仿。它是一种描述性技术和一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式，来描述该过程或该系统，然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征，从而得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果，作为决策的理论依据。        2.3交通仿真        交通仿真是研究复杂交通问题的重要工具，尤其是当一个系统过于复杂，无法用简单抽象的数学模型描述时。其可以清晰的辅助分析预测交通堵塞的地段和原因，对城市规划、交通工程和交通管理的有关方案进行比较和评价

4、，在问题成为现实以前，尽量避免，或有所准备。        2.3.1交通仿真的特点        （1）经济性：有些数据无法通过调研和试验得到，或这一过程花费的人力、物力过大，此情况下，交通仿真就可用较少花费实现此目标。        （2）安全性：利用计算机进行仿真试验，可避免实地调研和试验中可能出现的意外伤害，不会对个人、社会造成不良的影响。        （3）可重复性：仿真模型一旦建立，只要符合这个模型，可以任意重复仿真过程。        （4）易用性：仿真方法更容易应用，不需要太多数学知识去建立一些解析模型。        （5）可控制性

5、：交通仿真是通过程序控制的，很容易使某些参数的作用限制在一定范围或特定值。        三、交通仿真的分类        3.1宏观交通仿真        宏观交通仿真对系统所包含的要素、行为、实体及相互作用的细节程度描述的很粗略，缺乏对道路纵横断面变化和交通控制与管理特点变化的考虑。其模型的灵活性和描述能力有限，主要应用于交通规划。最具代表性的是英国道路与交通研究所的D.L.罗伯逊于1967年开发的道路交通流仿真软件TRANSYT，主要用于确定定时交通信号参数的最优值。        3.2中观交通仿真        中观交通仿真对系统所包含的要素

6、、行为、实体及相互作用的细节程度的描述比宏观较具体，但比起微观来说，是较为粗略的。其模型主要应用于反映路网动态特性的研究，适用于大、中、小型路网的仿真。较为常见的模型主要有INTEG-RATION，DYNASMART，DYNAMIT等国外仿真模型和国内目前正在开发的DYNACASTIM模型。        3.3微观交通仿真        它的研究对象是单个车辆，追踪每个车辆的移动过程，用一些相对简单但比较真实的仿真模型来模拟车辆在不同道路和交通条件下的路网上运行的情况，并将结果以动态图像的形式显示出来。其模型主要用于模拟微观道路几何参数，车辆运行情况

7、等细节。        四、交通仿真的研究状况        4.1国外交通仿真的发展        到目前来看，国外在交通仿真研究方面已取得了较为卓越、成熟的绩效，并开发了很多有效的交通仿真软件，其中一些软件已实现了商业化和产品化。纵观其发展历程，大致经历三个阶段。        4.1.1起步阶段（20世纪60年代）        国外交通仿真研究的起步阶段要追溯到20世纪60年代，这一阶段其系统主要研究优化城市道路的信号设计，模型多采用宏观交通仿真，模型的灵活性和描述能力均较有限，计算机发展水平较低，所以仿真结果并不尽人意。最具代表性的成果有TR

8、ANSYT，由英国道路交通研究所的D-I罗伯逊先生在1966年提出，主要用于确定定时信号参数的