基于AnyLogic的微观交通场景仿真研究

随着出行量增加,城市交通压力剧增,拥堵问题日益显著。如何分析交通拥堵因素,优化交通疏导方案,是一个很重要的问题。本文以郑州市二七广场附近交通为例,运用AnyLogic仿真技术进行全数据仿真建模研究,构建了车流量信息的数据统计模型。通过调整模型参数,进行了优化实验,结果表明:合理地优化调整红绿灯时长,可以使车辆在此路段的通行时间降低20%左右,能有效缓解交通拥堵。

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。

微观交通仿真参数校正下高速公路合流区交通运行状态研究

合流区的车辆汇入主线时复杂的强制换道行为使其成为高峰期间高速路交通拥堵的常发瓶颈。为改善高速公路合流区交通运行状况,采用NGSIM数据集获取真实数据,通过遗传算法校正微观交通仿真参数。搭建仿真场景,设计仿真实验,研究了不同匝道设置条件下下高速公路合流区交通运行状态。研究结果表明加速区段长度、匝道输入流量对合流区交通运行状态影响显著。研究成果可为改善公路合流区交通安全、提升通行效率提供理论依据。

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。

融合OBE理念和思政元素的混合式“微观交通仿真”课程优化研究

通过成果导向教育(OBE)理念与课程思政相结合,创新交通工程专业课思政教学设计,深度挖掘“微观交通仿真”课程中蕴含的思政元素,以学生为中心,教师发挥主导作用,实现专业课程价值引领、知识传授、能力培养“三位一体”的教育教学目标。文章以微观交通仿真软件VISSIM为依托,首先,有机融合课程主要内容与思政元素;其次,教学方法上应用案例教学和项目实践,教学形式上采用线上线下相结合的模式;最后,对教学模式进行量化评估和质性评估。为新时代我国交通工程专业教育教学过程中融合课程思政提供理论借鉴和经验参考,以更好推进课程思政在高校教学中的应用。

基于交通仿真的高速公路交通事故拥堵排放特性

为分析高速公路上由交通事故造成的交通流拥堵状态的车辆尾气污染物排放特性,采用微观仿真软件VISSIM仿真高速公路交通流拥堵状态和流畅状态的车辆运行数据,基于比功率(vehicle specific power, VSP)的车辆尾气污染物排放测算模型计算2种状态下不同车型的尾气污染物排放量,并进行对比分析,通过综合移动源排放模型(motor vehicle emission simulator, MOVES)验证基于VSP排放测算结果的准确性。结果表明:拥堵状态下不同车型车辆加速工况的尾气污染物排放量大于减速与怠速工况;交通流拥堵状态下车辆CO、NO_(x)、HC与CO_(2)的排放量约为流畅状态下的1.86、1.86、2.15、2.01倍,高速公路交通事故拥堵状态下的尾气污染物排放量远高于流畅状态;2种模型对4类尾气污染物排放测算结果较接近,相对平均偏差较小。

微观仿真参数敏感性自动化分析方法与实证

微观仿真模型参数标定是仿真技术得以科学应用的前提,针对微观仿真模型参数敏感性分析过程繁杂、实验量大、消耗时间长等问题,提出一种基于决策树方法的微观仿真参数敏感性分析的自动化实现方法,包含实验设计、仿真模型赋值与运行、结果汇总和敏感性分析四大模块。研究对各个模块的实现流程进行详细说明,并以快速路交织区为仿真场景,实证分析微观仿真模型中各类参数对宏观交通流延误、车辆运行速度以及交通流率这三个指标的敏感性。

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.

交织区微观交通仿真模型参数敏感性分析

开展微观仿真模型参数标定是科学应用微观仿真技术的前提,也是开展快速路交织区仿真模拟,继而挖掘交通流运行规律的必要步骤。参数敏感性分析是筛选标定参数种类的核心步骤。研究开展了针对交织区不同流量状态下不同指标的参数敏感性问题。根据基本道路通行能力设定交织区仿真中低、中、高三种流量条件,在不同的流量条件下开展交织区的参数敏感性分析工作。同时考虑交织区交通运行特点,分别从速度、流量和延误几个层面选取六个校核指标作为微观驾驶行为参数敏感性的分析对象。以VISSIM为平台设计并开展微观仿真实验,实践全样本空间下机器学习方法开展参数敏感性分析的有效性。对比不同参数敏感性分析方法并综合实验结果从车辆运行特征角度解释不同流量状态、不同指标的参数敏感性结果,证明以延误为校核指标、以交通流近饱和状态为标定场景,可以获得更全面的标定结果。

微观交通仿真与GIS数据共享

为实现微观交通仿真与GIS空间数据共享与交换,提出微观交通仿真标准化数据模型和一种新的微观交通仿真标识语言(MTML),给出标准化数据模型的包结构、MTML的Shcema关系及MTMLType类定义。提出基于MTML的微观交通仿真与GIS数据共享平台,阐述共享平台的设计与实现。该平台具有良好的开放性、平台无关性及可扩展性,可实现微观交通仿真与GIS数据互操作与共享,有效提高微观交通仿真的效率。

基于指标耦合的微观交通仿真参数标定方法

为了优化交通仿真模型的参数标定方法,提高仿真模型的精度和还原真实道路环境,研究了同时考虑多个校正指标的仿真标定方法。以仿真结果为导向,通过敏感性分析确定面向应用需求的标定参数。在考虑不同校正指标相互影响的基础上,以不同时间区间下的误差变异性作为影响权重,构建考虑多个校正指标的仿真标定模型,建立了考虑6种速度的目标函数。基于VISSIM仿真软件的二次开发功能,结合MATLAB语言对模型进行了实现,以免疫遗传算法为基本求解方法,通过两阶段的熵权赋值与自适应调整确定143组参数结果。最后采用均匀取值、递归取值、指标耦合取值3种方式比较了不同取值方法之间的优劣性。仿真结果显示不同时间段主线小客车速度的误差平方值大于0.01的频数下降了50%,大型货车下降了60%;在车速方面,主线小客车现有误差5%,下降了7%,大型货车现有误差1.5%,下降了5.2%,小型货车与匝道车速误差均维持在6.5%左右;主线小客车速度与主线大型货车速度具有更小的权重值,维持在0.15~0.2范围,误差变异性更小,在目标函数中的作用更小。结果表明:相较单一指标的标定方法,基于指标耦合的标定方法考虑了多个指标之间的相互影响,同时综合考虑各指标的误差,克服了以往标定1个指标而导致其他指标误差过大的缺点。

基于微观交通仿真的收费站拥堵治理措施评估方法探究

高速公路收费站拥堵不仅增大交通事故风险,提升客货运成本,也造成大量时间和人力成本损失,加剧燃料能源消耗和汽车尾气排放。针对收费站拥堵治理需求,本文提出基于微观交通仿真的高速公路收费站拥堵治理措施评估方法,探索通过微观交通仿真对不同拥堵收费站车道改扩建方案提供定性、定量效果评估,为收费站拥堵治理工作提供依据和指导。结果显示,该方法可有效评估出最优车道改扩建方案。

微观交通流模型在车辆自动驾驶仿真中的应用

仿真测试是缩短自动驾驶安全测试周期、降低实车测试成本的重要方法,而交通流模型可以为车辆自动驾驶测试提供数字化的交通环境,有利于加速车辆功能和性能的开发及验证。介绍了自动驾驶仿真测试涉及的关键技术,针对共性问题开发了一套具有交互性的微观交通流模型和对应的评价指标体系;分析交通流模型和自动驾驶仿真软件间的数据链路,通过联合仿真的形式实现微观交通流模型在自动驾驶车辆仿真测试中的应用。

信息不确定条件下的城市交通运行状态微观仿真研究

以问卷调查和现场调查获取的数据为基础,广泛运用非集计模型、SEM-Logit模型、生存分析法、比例风险回归模型和前景理论等模型方法,建立基于Multi-Agent(多智能体)的居民出行选择模型,研究信息不确定条件下的居民出行选择行为机理,识别信息确定和信息不确定条件下的区域交通流特征,完成城市交通运行状态微观仿真和评价,为城市管理部门制定和优化交通政策、缓解交通拥堵提供科学依据。

SPSA算法在微观交通仿真模型VISSIM参数标定中的应用

微观交通仿真模型在交通系统管理、控制和优化中得到了广泛的应用.然而微观交通仿真模型参数标定是一项复杂且系统的工作,特别是对于较复杂网络,其参数标定耗时长,且不容易找到最优解.本文选取了应用较为广泛的VISSIM仿真模型作为基础平台,针对遗传算法(GA)的不足,建立了基于同步扰动随机逼近(SPSA)算法的微观仿真模型参数标定方法,并实现了程序的自动化标定;最后将该方法应用于北京市快速路仿真模型的驾驶员行为参数标定中,以速度的相对误差平方和作为收敛函数,通过对比GA算法,SPSA算法收敛速度快1.7倍,且在标定后的流量检验中相对误差的平方和小0.16,验证了SPSA算法在VISSIM参数标定上的优越性.

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.

开发和评价ITS的微观交通流仿真模型

从智能运输系统 ( ITS)的开发、评价和优化的角度 ,对交通流微观仿真模型的重要作用进行了综述 ,并对现已存在的微观仿真工具的一体化环境特点进行了分析 ,指出了现有模型在理论依据及一体化环境设计上的不足。

行人交通微观仿真研究综述

简述了行人交通微观仿真研究意义、分类、发展现状,介绍了行人交通流的交通特性;以行人微观仿真开发流程为纲,阐述行人运动行为的研究内容以及相应的研究方法,并指出因计算理论和建模技术等各种条件制约下其尚存在的不足或研究空白之处,并对其未来发展的趋势进行了展望.

基于动态博弈的行人交通微观仿真模型

分析了行人交通的基本特征,并提出了基于动态博弈的行人交通微观仿真模型。通过行人的移动环境抽象、路径选择、速度选择、碰撞处理和空间占用冲突处理等五个步骤确定了模型的基本框架,并对每步作了较详细的分析。最后,通过仿真试验并与经验数据相比较,表明该模型具有合理性和有效性。与已有模型相比,该模型在提高运算精度的基础上解决了行人交通仿真中存在的同步决策等问题。

城市微观交通模型建模及仿真实现

微观交通仿真模型是交通领域的研究热点,城市交通控制是微观交通仿真模型的主要应用领域.文中建立了一个城市微观交通模型,详细说明模型的体系结构,各子模型的建模方法,在SGI的OCTANE工作站上实现城市微观交通仿真,并举例说明其应用.