面向碳减排的城市交通微观仿真模型优化研究

为评估交通管控策略的环境效益,提出有效融合微观交通仿真模型和微观车辆排放模型的方法。利用VISSIM平台构建案例微观交通仿真模型,提出基于轨迹数据的不同速度区间的加减速特征,应用K-means聚类方法划分4种驾驶行为,通过驾驶特性标定仿真模型全局参数,描述了参数总敏感度以及参数之间相互作用的敏感度。利用DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)聚类分析并标定局部参数值,优化了参数标定流程。计算仿真轨迹工况,本地化MOVES(motor vehicle emission simulator)微观排放模型,得到交叉口不同流向和不同驾驶行为下的HC、CO、NO_(x)、CO_(2)排放。研究表明:仿真模型优化效果显著,所提方法可精确识别高排放的空间位置,解析排放与驾驶行为之间的联系。应用DBSCAN聚类分析参数寻优值有助于实现自动化标定流程,全局参数标定将速度分布χ^(2)误差由0.6327降至0.1306,加速度分布χ^(2)误差由0.1441降至0.0528,对于环境视角下仿真模型构建至关重要。

有限数据条件下智能体仿真模型构建方法

与传统的集计评估模型不同,智能体仿真模型能够捕捉个体之间的行为交互,在交通政策精细化评估中具有优势。但智能体仿真模型对数据要求较高,在实践中面临活动计划生成、参数标定和结果验证等难点。基于MATSim建立了在有限数据条件下面向应用研究的可操作、可复现的智能体仿真模型,并且以上海市拥堵收费评估场景为例详细介绍了模型的建模流程和关键技术。重点介绍基于手机轨迹数据的活动计划生成方法以及模型的参数标定和结果验证细节。结果表明,智能体仿真模型能够满足交通政策评估需求,基准场景的上海市域出行方式划分平均相对误差为8%、快速路交通量平均相对误差为17%。进而从集计和个体两个层面对仿真结果进行分析,展示了智能体仿真模型的应用潜力。

基于Anylogic的城市轨道交通客流仿真优化

轨道交通作为城市居民日常出行的主要交通方式之一,其车站的运营效率和服务水平对整个轨道交通线路网的顺畅运营起重要作用。针对我国地铁现存的问题,以轨道交通站点中的换乘站为研究对象,从乘客进站流畅性、优化方案的时效性、站内设施利用率3个方面对车站进行研究。利用Anylogic仿真软件建立济南地铁八涧堡换乘站的仿真模型,通过导入真实人流数据进行仿真模拟,针对各个瓶颈问题从站内设施布局和客流组织两方面提出科学合理的优化方案,并利用仿真实验对换乘方案进行检验。结果表明,通过研究站内人员、乘客、配套设施的集散状况,本文优化方案提高了车站面积和站内设施的利用率,消除了站内客流瓶颈,可有效缓解站内拥堵现象的产生并提高流线的流畅性,能为其他城市轨道交通换乘站优化提供决策性的支持。

基于TSIS二次开发的交通诱导系统仿真分析

介绍了TSIS与VC的接口原理和二次开发流程,给出TSIS二次开发的程序编写基础和RTE.dll文件的生成方法.根据交通诱导的需要,给出了出行路径诱导、交叉口自适应控制、路段限速的二次开发设计思路和程序设计说明.通过编写TSIS接口函数,完成了示范区域路网交通诱导、控制系统的仿真分析.结果表明:提出的基于VC和TSIS二次开发的交通出行诱导系统仿真分析方法,充分利用了TSIS的微观仿真能力,不仅克服了模拟分析方法计算机量大、模拟结果不符合实际交通状况的不足,同时也提高了交通出行诱导系统仿真分析的直观性和科学性.

高速公路交通流状态的元胞自动机模型仿真与推演

文章提出了一个新的元胞自动机模型即AD模型。该模型最主要的改进在于车辆的减速方式更加合理。本研究使用SUMO进行微观交通仿真。文章假设了3种可能的下游场景,包括车道封闭、限流瓶颈和限速瓶颈,并使用AD模型、IDM模型和SUMO默认的Krauss模型分别进行分析。结果表明在限速瓶颈场景下,使用AD模型可以得到最好的仿真效果。这一成果对未来的高速公路交通流管控工作具有重要的参考价值。

交通出行诱导策略及其TSIS仿真分析方法研究

通过分析交通流合理诱导分流的基本原理和关键技术,提出了预诱导的交通分流诱导策略。基于VC和TSIS的二次开发,给出了TSIS与VC的接口原理和二次开发流程以及TSIS二次开发的程序编写基础。根据交通诱导需要,给出出行路径诱导的二次开发设计思路和程序设计说明。通过编写TSIS接口函数,完成了示范区域路网交通出行诱导的仿真分析。分析表明:提出的基于VC和TSIS二次开发的交通出行诱导策略仿真分析方法,充分利用了TSIS的微观仿真能力,不仅克服了模拟分析方法计算量大、模拟结果不符合实际交通状况的不足,也提高了交通出行诱导策略仿真分析的直观性和科学性。

城市中观动态交通仿真建模关键技术应用

应用中观动态交通仿真模型对城市核心区域进行大范围一体化模拟仿真,能够定量化描述和评价不同交通条件下道路网络特征,对于提高路网运行效率、提升大城市服务水平、实现大城市交通精细化治理至关重要。首先,总结中观动态交通仿真模型的特点和使用场景,提出中观动态交通仿真模型的构建方法;其次,围绕模型构建方法,提出融合交通卡口数据的中观交通模型需求计算方法和基于多源数据融合技术的中观模型关键参数估计方法,支撑中观动态交通仿真模型的构建;最后,以武汉市中心城区为例,对提出的建模方法进行验证和校核。结果显示,模型仿真结果较为准确,能够支撑各类建设方案和管理措施的量化评估。

微观交通仿真模型参数多目标优化标定研究

微观交通仿真模型参数标定是仿真技术应用的前提.鉴于微观交通仿真模型参数标定过程仅考虑单一校核目标无法再现实际交通流运行状况,本文以延误、行程时间、排队长度等指标为基础,应用熵权法确定各指标权重,并建立多目标优化标定校核函数,同时将仿真模型参数分为全局参数和局部参数,其中全局参数应用工程实测确定,局部参数通过遗传算法迭代寻优进行标定,并运用聚类递归方法对参数标定结果进行精细化取值,最后以实测数据为基础,对比分析了本文提出的优化方法和单一指标标定模型参数的结果.结果显示:与单一校核指标方法相比,本文提出方法的仿真结果更接近实测值,更符合实际交通流特性,因此验证了本文提出改进方法的有效性.

城市轨道交通多系统耦合仿真实现方法研究

随着城市地铁线路运营规模的增加和运行时间的增长,节能降耗、运营维护、改造升级等一系列问题越来越不可被忽视。仿真技术一直是轨道交通行业研发生产过程中的重要手段,是实现大型复杂产品数字化的重要基础,在优化系统参数、缩短开发周期、节约设计及验证成本等方面发挥重要作用。在过去的研发生产过程中,各专业往往更关注于本专业、本系统的功能仿真分析,将其他相关专业做理想化的简化处理,很少有统一考虑列车、牵引供电、信号、运行调度等系统相互耦合特性的综合仿真平台。文章针对上海地铁运维中面临的实际问题,从线路运营角度出发,基于目前主流的仿真技术,并考虑未来平台的可扩展性,搭建一种综合仿真平台,实现城轨“多专业、多系统”集成层面,车辆、信号、供电三大专业多个核心子系统的耦合仿真。通过上海地铁某线路耦合仿真计算结果和实际运行数据的对比,证明了所提出的多系统耦合仿真方法的正确性。

北京交通仿真建模的新技术探索与实践

交通仿真是城市交通规划和综合治理不可或缺的技术支撑手段。面向超大城市交通发展需求,北京市建立了数据驱动和AI赋能的交通仿真平台技术架构,对交通仿真关键技术进行了重点攻关。基于深度学习技术构建北京交通计算图,解决了多源时空数据融合的难题,提高了城市交通网络运行状态判别精度;依据交通需求场景库提出了基于通用地理神经网络的出行分布预测模型,预测精度较传统方法大幅提高;创建了中国特色的微观交通行为库,构建了微观驾驶行为模型,更加贴近本地驾驶行为特征和规律;在动态交通分配模型中构建了瓶颈点排队模型,更加真实地模拟了过饱和交通流的形成与消散过程;研发了面向大规模网络交通分配的并行算法,大幅提高仿真运算效率。最后以北京城市副中心为仿真平台实证场景,预测并评估交通规划方案的实施效果。

基于出行的交通需求模型改进实践——以第二代三角区域模型为例

在四阶段模型中引入部分非集计的活动模型和出行链模型的建模思路,进而设计和开发混合交通需求模型,可以增强对出行行为的可解释性,同时避免完全采用非集计的活动模型所面临的复杂性和计算效率问题。回顾美国三角区域模型的发展历程,简要介绍第二代三角区域模型(TRMG2)的基本情况与特点。结合对TRMG2的结构设计解读,梳理TRMG2对基于出行的模型理论和建模方法的重要改进。重点介绍了基于人口合成(仿真)的人口重构模型、基于出行链的出行生成模型、分层目的地选择模型和考虑可达性的出行行为选择模型等高级出行需求建模方法。最后,结合当前中国城市交通需求模型的现状和面临问题,总结提出工作机制制度化、模型开发精细化、模型理论实用化和模型成果公开化的发展策略。

地铁乘客的病毒载量演化模型和仿真

为了微观刻画地铁乘客的病毒传播,构建了吸入病毒概率与社交距离之间的函数关系,建立了病毒载量增加量和减少量的计算公式,在此基础上建立了病毒载量演化方程,其中防疫措施的效果以归一化的参数描述。通过Anylogic软件的二次开发接口,对每个乘客的病毒载量进行编程,刻画每个乘客在感染前和感染后两个阶段的病毒载量变化。仿真初始时刻设定10%的乘客被病毒感染,包括普通感染者和超级感染者。对不同乘客数量条件下的病毒演化进行仿真,分为有管控和无管控两种场景。仿真结果表明:随着乘车人数的增多,乘客密度增大,病毒传播增强,个体病毒载量增加较快;对病毒载量大于1000的乘客进行管控,禁止其乘车,可将所有乘客的病毒载量降低一个数量级。

多源大数据背景下交通模型新技术实践与探索——以广州为例

进入大数据时代后,交通模型技术也要求与时俱进,在融合多源大数据方面不断开拓创新。近年来,各地在开展交通模型技术创新方面积累了丰富的实践经验,但缺乏系统性总结。广州近年来充分开展融合了大数据与交通模型的实践。本文对广州市交通模型发展历程进行了简要梳理,并总结了广州在多源大数据背景下交通模型新技术研发的实践与探索,为国内城市提供借鉴参考。

虚拟仿真实训系统在公安院校交通管理工程专业应用的学习行为意向影响因素研究

虚拟仿真实训系统作为新工科背景下的数智化教学平台,被广泛应用于公安院校交通管理工程专业课程实训教学中。然而,当前的虚拟仿真实训系统设计并没有考虑学习者的行为意向这一重要因素,使其在教学成效方面表现不佳。为了更好地了解学习者的学习行为意向,提高教学效果,应着重研究交通管理工程专业学习者在虚拟仿真实训系统中的学习行为意向影响因素,并基于TAM模型,构建一个关于虚拟仿真实训系统学习行为意向影响因素的模型。通过对广西警察学院交通管理工程专业参加虚拟仿真实训学习者进行问卷调查,将调查样本、数据进行了信效度、路径分析,总结出影响学习者虚拟仿真实训系统学习行为意向的因素,根据研究结果给出以学习者为中心、打造数智系统两个建议,以优化学习者的学习体验和效果。

武汉市多层次交通仿真模型发展实践

交通模型是实现城市与交通量化评估与预测的重要手段,在当前城市交通由设施增量为主向建管并重转型的背景之下,亟需交通模型向多层次和精准化方向发展。为提升交通模型服务城市智慧规划建设管理的科学水平,武汉市依托世行三期贷款武汉智慧交通项目,整合全市交通数据资源,逐步建立由宏观-中观-微观一体化模型和专题模型构成的多层次交通模型体系。本文重点介绍武汉市基于出行链理论升级宏观交通预测模型以及首次构建主城区中观动态交通仿真模型的相关经验。

基于改进交通仿真模型的城市轨道交通新线客流预测研究

为应对轨道交通新线开通改变路网拓扑结构、客流特性及分布规律复杂影响运营决策等问题,首先基于C/S架构、ArcGIS、交通仿真软件二次开发技术建立模型应用辅助系统;其次重点研究该系统中的轨道交通模型,采用改进的Logit模型描述居民的方式选择,构建出行时辰分布模型精确分析乘客高峰小时出行特征;最后以既有线路为例进行模型校核,预测优化调整,实现新线客流量的精细化预测。该仿真模型能够为轨道交通线路规划阶段路网客流状态及其动态变化预测仿真提供技术支持。

基于微观交通仿真的城市内涝对道路交通的影响评估研究进展

在城市洪涝灾害频发和内涝下交通问题突出的背景下,针对城市内涝对道路交通的影响评估问题,梳理了国内外研究成果,对城市内涝模拟原理以及常用的城市雨洪模型的特点进行了分析,总结归纳了城市内涝对道路交通的影响评估方法,论述了微观交通仿真模型的构建和应用,提出了城市内涝对道路交通影响评估可优化的方向。指出在现有软件缺失和条件有限的情况下,基于积水深度与行车速度的关系式将城市雨洪模型和微观交通仿真模型进行集成,用于分析内涝下交通问题是较为有效的手段;城市内涝对道路交通的影响十分显著,通常反映在道路(损失、性能和结构)、交通工具(行驶速度和安全性)和驾驶员(心理和生理变化)3方面,以及道路交通工具驾驶员的综合影响。

考虑车辆异质性的堵塞交通流模型研究

为研究交通事故对高速公路交通流的影响,以双车道安全距离元胞自动机模型为基础引入强行变道规则,建立了考虑车辆异质性的高速公路车辆堵塞模型。利用MATLAB数值模拟高速公路异质交通流,分析不同交通密度情况下的交通事故持续时间以及重载货车占比对高速公路堵塞交通流的影响。研究表明:交通事故持续时间及重载货车占比均对高速公路堵塞交通流具有显著影响;当车辆密度大于4veh/km小于80veh/km时,交通事故持续时间对交通流有着显著影响,且持续时间越长对交通流的影响越大;当车辆密度小于30veh/km时,重载货车占比对交通流有着显著的影响,并且占比越大对交通流影响越大。

面向微观交通仿真实验的模型参数敏感性分析方法

为提升微观交通仿真模型标定工作的科学性,对当前微观交通仿真模型标定流程进行梳理,指出微观交通仿真模型标定工作中的敏感性方法应用及定位存在误区.基于微观仿真实验特性及方差分析理论,研究重新构建面向微观交通仿真实验的敏感性分析方法,并界定敏感性分析在仿真模型标定流程中的作用为科学选取校核指标.针对常见信号交叉口进行模型参数敏感性分析,发现选用延误指标作为信号交叉口微观仿真模型标定校核指标才能使得仿真模型标定结果最为有效.

利用交通仿真模型求解通行能力

提出了利用交通仿真模型分析交通设施通行能力的一般方法，即特性分析、建模描述、模型标定、模型验证和实验求解．介绍了高速公路基本路段交通流特性及其通行能力影响因素的分析过程，说明了高速公路基本路段仿真模型总体框架，经过实测数据对仿真模型的标定和验证，证明了仿真模型在预测流量－速度－密度关系时与实际情况的相对误差仅为５％最后，通过一系列仿真实验，求解出了理想条件下高速公路基本路段的通。行能力为（ ２ ２００辆／ ｈ）／车道．