几种主流仿真软件的对比.docx

几种主流仿真软件的对比发布时间：2007-09-11 点击次数：2039 本文主要介绍几种应用广泛的仿真系统：1.软件简介1)vissim 是离散的、随机的、以0.1S为时间步长的微观仿真模型。在VisSim 中，车辆的纵向运动采用了心理一生理跟车模型，横向运动采用基于规(rulebased)的算法,并采用动态交通分配进行路径选择。2)Paramics 是英国Quadstone公司的微观交通仿真产品。Paramics能适应各种规模的路网(从单节点到全国规模的路网)，能支持100万个节点、400万个路段、32 000个区域。Paramics具有实时动画的三维可视化用户界面，可以实现单一车辆微观处理，支持多用户并行计算，具有功能强大的应用程序接口。3)AIMSUN 是西班牙TSS公司的微观交通仿真产品。AIMSUN Simulator可以处理各种类型的交通网络，包括城市街道、高速公路和一般公路，能处理环形道路、干线道路以及混合道路网络。作为有效的交通分析工具，AIMSUN Simulator能模拟自适应交通控制系统、先进的交通管理系统、车辆引导系统和公交车辆行程安排和控制系统；能对环境污染和能源消耗进行评估等4)TransModeler 在继承MITSimLab模型合理结构的基础上，增加了一些新的功能。TransModeler实现了微观仿真、准微观仿真和宏观仿真的无缝集成，可依据网络范围和仿真解析度选择合适的仿真模型。最为重要的是，TransModeler将交通仿真模型和GIS有机结合起来，路网等空间数据存储与管理完全采用GIS数据处理方式，并且可通过数据库管理系统来管理路网等空间数据.此 外,TransModeler可在GIS图形界面上微观显示车辆运行状况及详细交通状况。2 .主要微观交通仿真模型系统性能比较 交通仿真模型对交通现况的仿真效率和精度是衡量模型质量的重要标准。考虑到各交通仿真模型各具特色，在不同的应用环境中有着各自不同的表现。我们从交通仿真的3个重要环节 路网、信号灯等交通设施表达及通信能力、车辆行为模型和其他扩展功能，对上述4种微观交通仿真系统进行分析和比较。1)交通设施表达及通信能力 表现交通设施描述及通信能力主要包括： 路网描述； 信号控制； 检测器模拟； 公交站点、停车点及车辆产生吸收点模拟； 仿真模型与实际检测器的通信。路网描述和信号控制是交通设施表达能力的核心体现，而仿真模型与实际检测器的通信能力也越来越受到重视。(1) 路网描述 路网是交通系统的骨架，对路网描述的精确度会对交通仿真效果产生影响。Paramics，和TransModeler采取“结点一弧段”结构描述路网；VisSim与AIMSUN则采用“线一连接”结构描述。这些仿真系统都提供了精确的路网几何编辑功能(折线及弧线)。在车道描述上，VisSim、Paramics、AIMSUN、TransModeler都能创建模拟高占有率车道(HOV)、公交专用车道、电子收费车道(ETC)、商务车道等专用车道，不能模拟上述专用车道。(2) 信号控制 AIMSUN、TransModeler的基本模块都能模拟定时、感应式信号以及路VI无信号控制等；而Paramics通过内部VA语言或API、VisSim通过VAP模块定制来灵活的模拟定时、感应式信号及无信号控制；AIMSUN、Paramics、VisSim、TransModeler还能实现其他更为复杂的信号控制，如协同信号、感应一协同信号控制等。在路口信号控制方面，这四种类软件都很精细。(3)仿真模型与实际检测器的通信 为了更好地获取实时交通状态信息，部分交通仿真系统支持交通检测器和仿真模型的实时通信，使实际检测到的实时交通信息能直接传输到仿真模型，提高交通仿真和预测的实时性。VisSim通过RealTime PRO模块可实现与高速检测器接口卡、计算机接口和其他接口的直接通信；AIMSUN则通过Data Translator模块实现检测器数据的直接传输和解析，该模块还能直接解读CAD、GIS等数据格式；而Paramics与实际检测器的实时通信则需要通过其Programmer模块的API接口来实现，实现方式较为灵活，但具有一定开发难度。2)车辆行为模型 车辆行为模型包括很多内容： 车辆跟驰、换道、间距接受模型； 交叉口转弯运动模型； 车辆排队、以及排队消散模型； 交叉口转弯影响模型； 车辆行人相互影响模型； 转弯速度模型； 停车影响模型； 车辆转弯灯信号影响模型； 友好让车汇流模型； 黄灯反应模型； 可变的驾驶员反应时间模型。 车辆跟驰、换道、间距接受模型是交通仿真模型的核心。VisSim、和TransModeler采用心理一生理跟驰模型和基于规则的换道模型和间距接受模型。Paramics、AIMSUN跟驰、换道、间距接受模型采用与比较精细的模型，例如在间距接受模型中，AIMSUN改进了某些软件的最小汇人车流间距随时间不变的缺点，随着时间的增加，驾驶员耐性的减小，最小汇入车流间距也会随之变化。尽管车辆行为模型还包括其他各类细致的模型，但上述车辆行为模型基本能够真实细致地反映交通行为。3)其他扩展功能。 功能强大的交通仿真系统还具有一些其他扩展功能。这些功能可以提供一定的决策辅助或者进行更深层的模拟，4种微观交通仿真系统的扩展功能比较下。(1)匝道控制 反映高速公路出入口的车流控制AIMSUN、和TransModeler本身具有匝道控制功能，VisSim的匝道控制通过VAP模块实现，Paramics通过API实现(2)交通事件管理 Paramics、AIMSUN、和TransModeler都在模型内部实现了对交通事件管理的模拟，而visSim模型本身没有交通事件模拟功能，且通过VAP模块实现困难（3)可变信息标示(VMS) 可变信息标示向模拟的车辆提供实时交通信息，同时会对经过附近的车辆产生影响。Paramics、AIMSUN、和TransModeler都实现了VMS功能，VisSim实现困难.(4)公交优先 大型公交车的行驶尤其是在停车点的停车现象，对交通流影响较大，因此需要设置公交优先策略。VisSim通过VAP模块，AIMSUN和Paramics通过API都可以实现公交优先； TransModeler具有很好的公交运输模型. (5) 动态交通分配 VisSim、Paramics、AIMSUN和TransModeler都提供动态交通分配功能。(6)动态路线导行 在实现动态交通分配的基础上，Paramics、AIMSUN和TransModeler能够实现车辆的实时动态导行，VisSim 实现难度较大。 (7)交通堵塞影响模型 4种软件都能很好的实现此功能VisSim、Paramics、AIMSUN无论在交叉口仿真还是在较大规模路网仿真，都具有较高的效率； 总结: TransModeler继承了MITSimLab的优势，增加了公交运输等模型，微观仿真能力较高。值得重视的是，TransModeler将微观、准微观和宏观仿真模型无缝集成，并与GIS集成，构成了一个强大的综合交通分析和管理工具，代表了微观交通仿真系统发展的方向。 上述几种微观交通仿真系统都是西方发达国家业界针对实际交通运输状况而开发的，基本上未考虑混合交通模式相互影响问题，如人流、自行车流和机动车流的相互影响，不能很好地反映中国城市交通现状。因此，需要研究适合我国混合交通状况的微观交通仿真模型，建立行人、自行车仿真模型，充分考虑大密度的行人、自行车流与机动车流的相互影响，并将仿真模型与GIS无缝集成，从而建立适合我国国情并具有自主知识版权的微观交通仿真系统。参考文献：7种微观交通仿真系统的性能评价与比较研究-臧志刚 陆锋 李海峰 崔海燕 交通仿真软件TransModeler功能简介 时间：2009-04-16 02:02:30 来源：T 作者：未知 TransModeler是美国Caliper公司继交通规划软件TransCAD之后推出的多功能交通仿真软件包。TransModeler以Caliper公司专门为交通应用而开发的地理信息系统（GIS）为基础，采用最新的交通行为仿真模型，提供当今城市交通规划和仿真所需求的诸多功能。通过与当今美国最流行的交通需求预测软件 transcad 的有机结合，TransModeler 可用于城市规划中的交通影响的分析，对备选方案进行科学评估。它把复杂的交通仿真模型变得简单实用，是开展出行行为分析和交通管理的对策研究不可或缺的有力工具。其主要功能总结如下： l 交通基础路网模型的建立：本软件可以便捷的把GIS数据、交通规划网络和航拍照片等导入作为背景数据，经过简单的加工后即可生成基础路网模型。所有基础数据分不同图层，以GIS地图和仿真数据库的形式进行管理； l 车辆出行状态仿真：可以仿真车辆的加速、减速、停车、让行、换道、超车、并道等多种行驶状态下的特性，这些特性由内在的模型根据基础路网模型和给定参数计算得出； l 出行需求模型分析：可以方便的将transcad或其它交通规划软件得出的交通需求数据进行分配，以更加直观和细致的检验出行需求模型的分配效果； l 交通控制方案的仿真：真实和动态的展示停车、让行、定时控制和感性控制等几种信号控制策略对交通流所产生的影响； l 交通管理设施的仿真：仿真包括车道使用信息板、路段封锁标志、车道使用标志、人行横道信号灯、隧道入口信号灯、匝道控制信号灯、减速阀、限速标志、停车标志、让行标志等各类交通管理设施对交通运行状况的影响； l 公交系统仿真：根据车站的长度、上下车乘客人数和比例，以及线路发车频率、车辆类型等分析公交车辆行驶受到的影响；设定公交专用车道，动态公交信号，分析公交优先策略对路网的影响及效果； l 收费站仿真：可以再现不同车辆类型、不同收费方式（包括手工、电子和混合三种）和不同的收费服务时间分布对车辆出行时间的影响； l 事故和施工区仿真：包括路段封闭，施工，事故等对车流量和出行时间的影响； l 行人仿真：模拟行人横穿马路对交通流的影响情况； l 车辆行驶路线的追踪：本软件可以很方便的实现车辆的行驶路线的追踪分析； l 三维动态仿真功能：支持三维仿真，将其他三维分析软件所开发的三维模型以VRML和3DS等格式导入进来；提供根据建筑物基地形状和高程自动建立棱柱型三维模型，根据二维图片和有关参数建立路标、交通标志、地物、树木等三维VRML模型；设定漫游路线，自动显示三维仿真动画。 l 综合仿真：可以针对同一个目标路网，对其不同组成部分或地段同时实现不同细节度的仿真，包括宏观、中观和微观仿真； l 停车仿真：本软件可以对停车进行仿真，包括并排停车和路边停车等；也可以模拟一些路段在车行道随机临时停车的现象。 TransModeler软件提供强大而灵活的数据输入和编辑功能，除了支持多种格式的遥感图象以外，还提供一套与Google Earth并线协调和导入图像的功能，方便生成交通仿真网络的道路和设施等，将仿真功能的结果建立在真实地理数据的基础之上，并以实时动态的方式显现出来，其结果也可存储为WMV等格式进行日后的演示。 软件还提供一套GIS应用开发工具库（GISDK），用于系统的二次开发，用户可以据此来定制自己的界面和其他需要扩充的功能。 总体上说，TransModeler仿真软件的特色主要体现在以下八个方面： （1） 与地理信息系统（GIS）技术的完美结合 TransModeler仿真软件成功地将GIS技术与复杂的交通模型结合进来，大大增强了仿真模型的数据编辑功能，包括通过导入和转换其他规划模型或GIS数据来生成用于交通仿真的网络，存储和显示动态交通信息（如路网上的车辆以及随时间变化的网络状态和属性），对道路网络、公交线路和站点、交通检测设备、路口信号控制和其他交通管理设施进行编辑等GIS操作。可以方便地根据模型内置变量或用户自己定制的字段，生成针对不同图层不同属性的专题图，对指定属性的对象进行搜索，对限定选择集内包含的对象进行批量数据加工和指定地图显示属性。 另外，通过与GIS技术的结合，TransModeler可以迅速的实现许多复杂路网的搭建，使路网的编辑操作变得相对比较便捷。 （2） 不同解析度下的模型集成和综合仿真 交通仿真模型按照其反映现实的细节程度分为宏观、中观和微观三类，分别代表着概略、常规和精细的解析度。TransModeler将上述三种仿真模型成功进行集成，可以在同一路网中针对不同区域要求来同时运用。这样用户可以在模拟精度和计算速度，在评价指标的详细程度和模拟对系统的整体影响之间酌情取舍，灵活地解决仿真项目的具体要求。 （3） 与transcad软件中出行需求模型的集成 通过建立适合的数据调用模块和接口标准，TransModeler可以与transcad宏观交通规划软件中的出行需求模型集成，实现二者的无缝衔接和数据调用，方便了用户在宏观模型和微观模型间的交互应用。 （4） 对交通需求的灵活描述 TransModeler除了可以像其它一些微观仿真软件一样，用路口的转向流量来定义交通需求量和随机路径选择以外，更引入OD矩阵的设置功能，可以通过动态矩阵或车辆出行列表来描述网络上或起迄点之间的交通量，并用路径列表或路径选择模型来表示车流在路网上的分配。软件包还提供一些应用程序接口函数，可以在指定地点根据用户程序的动态输入来生成仿真车辆、定义车辆的终点和走行路径。这些特色方便了用户对交通需求描述的灵活性，同时也便利了它与宏观规划模型的嵌套和数据调用，定制开发针对实时交通仿真的模型。 （5） 详尽的参数设置 TransModeleer软件提供了极其详尽的参数设置功能，具体包括模型机制参数、车辆分类参数、车辆行驶特性参数、路径选择参数、驾驶员行为参数、道路等级参数、路段功能等级查询表、人行横道参数、常规模式和概略模式参数、通行能力和延误参数等十个大类。详尽的参数设置功能，在提升用户对模型的细节度刻画能力的同时，也改善了模型逼近现实的准确程度。 （6） 强大的仿真结果分析功能 TransModele