VISSIM实例讲解PPT课件

1 微观交通仿真软件 Vissim 讲解 林俊武汉理工大学交通工程系 2 VISSIM简介VISSIM主要特点VISSIM系统模块构成VISSIM典型应用VISSIM使用中应注意的问题VISSIM实例 3 VISSIM为德国PTV公司开发的微观交通流仿真软件系统 用于交通系统的各种运行分析 该软件系统能分析在车道类型 交通组成 交通信号控制 停让控制等众多条件下的交通运行情况 具有分析 评价 优化交通网络 设计方案比较等功能 是分析许多交通问题的有效工具 VISSIM简介 4 VISSIM的核心由交通仿真器和信号状态产生器两部分组成 它们之间能够交换检测器数据和信号状态信息 VISSIM既可以在线生成可视化的交通运行状况 也可以离线输出各种统计数据 如 行程时间 排队长度等 交通仿真器是一个微观交通仿真模型 包括跟车模型和车道变换模型 信号状态产生器是一个信号控制软件 基于一个微小时间间隔 0 1秒 从交通仿真器中提取检测器数据 用以确定下一仿真时钟的信号状态 同时 将信号状态信息回传给交通仿真器 VISSIM简介 5 VISSIM简介 VISSIM采用的核心模型是Wiedemann于1974年建立的生理 心理驾驶行为模型 该模型的基本思路是 一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理 安全 距离时 后车驾驶员开始减速 由于后车驾驶员无法准确判断前车车速 后车车速会在一段时间内低于前车车速 直到前后车间的距离达到另一个心理 安全 距离时 后车驾驶员开始缓慢地加速 由此周而复始 形成一个加速 减速的迭代过程 6 VISSIM简介 Vissim图形界面 7 路网编辑简便具有简便直观的网络编辑器和用户自定义的界面 根据背景图创建和编辑路网 背景文件可以是JPG BMP 航拍图 CAD制图等 导入局部路网建立大型路网 详尽的动画功能VISSIM自带的详尽的动画功能可以为非技术人员提供清晰 直观的仿真效果展示 在二维和三维中显示车辆的运动 可以借助V3DM模块将3DS的车辆或者建筑物等文件导入VISSIM VISSIM的主要特点 8 丰富的结果分析方法选择VISSIM提供了一系列的用户自定义的结果评估类型 包括平均车速 行驶时间 延误以及排队长度 提供整个网络的车辆数和总的延误 信号控制参数 每个信号组的最小 最大 平均绿灯时间 车辆检测上有车辆驶过以后的等候时间 动态的信号时间表以及用户定义参数的显示 COM接口通过COM接口 用户可以进行二次开发 例如 仿真过程中改变车辆驾驶特征外部定义行驶路径仿真过程中改变车流量和宏观规划软件的无缝接口 VISSIM的主要特点 9 VISSIM软件系统由众多模块组成 这些模块各自承担着不同的功能车辆定义模块该模块用于对仿真的车辆进行定义 包括车型组成 小汽车 公共汽车 大货车等 每种车型又根据车体的不同设计尺寸和标准细分为若干不同的类型 例如小汽车就有十几种之多 该模块可对每种车型的各个类型进行详细设置 如车辆的长度 宽度 前后轮胎之间的距离等 车速分布模块用于定义各种车型的运行速度 该速度以区间形式表示 VISSIM系统模块构成 10 VISSIM系统模块构成 车辆跟驰模块 VISSIM采用的跟车模型Wiedemann于1974年建立的生理 心理驾驶行为模型 该模型的基本思路是 一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理 安全 距离时 后车驾驶员开始减速 由于后车驾驶员无法准确判断前车车速 后车车速会在一段时间内低于前车车速 直到前后车间的距离达到另一个心理 安全 距离时 后车驾驶员开始缓慢地加速 由此周而复始 形成一个加速 减速的迭代过程 注 自行车和行人均采用车辆的跟驰模型 11 VISSIM系统模块构成 前视距离 车辆前方的可视距离 使得后车驾驶员能够对前方或旁边的车辆 在同一路段内 做出反应 该参数是对观察到的车辆选项的补充 暂时性的走神 后车驾驶员在一段时间内不对前车的驾驶行为 紧急刹车除外 做出反应 即后车驾驶员处于 精神不集中 的状态 12 车道变换模块在一个多车道路段上 VISSIM采用一系列规则来仿真车道改变 如果前面的车辆以低速行驶而迫使后面的车辆以低于理想速度行驶 驾驶员就会找机会尝试改变车道 首先 驾驶员将查看是否能通过改变车道提高自己的车速 然后 他将查看如果他改变车道会不会引起危险情况发生 如果驾驶员通过以上判断认为可以改变车道 他就试着改变车道 该模块不仅能够对车辆拟进行车道变换的位置及变换方式进行定义 而且能够设置不允许进行车道变换的区域 缺点 利用对向车道超车的情况没有办法实现 交通量定义模块包括交通组成及每种交通的运行速度定义 各路段的输入交通量采用绝对交通量 即混合交通量 VISSIM系统模块构成 13 信号控制交叉口模块VISSIM可以使用内建的固定配时信号控制或可选的外部信号状态发生器 如 VAP 建模信号控制交叉口 VISSIM也可以与其它的信号控制逻辑设计软件一起使用 如 VS PLUS TRENDS VOS Type2070VS PLUS等 动态分配模块VISSIM提供了两种建模汽车行驶路径信息的方法 使用行驶路径决策点或行驶方向决策点的静态路径使用OD矩阵的动态交通分配路径在没有实现动态交通分配的情况下 用户需要使用路网编辑器手工输入仿真车辆的行驶路径 该模块是专门为模拟信息条件下的交通系统而开发的 允许用户使用OD矩阵取代静态路径作为输入交通流量 并在此基础上建立路网模型 它能够模拟实时交通信息对驾驶员路径选择行为的影响 真实地再现交通流运行状况 VISSIM系统模块构成 14 V3D模块VISSIM的一个附加模块 专门用于3D建模 包括建筑物和车 建筑物建模可以先用3DMax建模 保存为3DS格式 然后再用V3D 贴图 评价模块VISSIM提供了一系列的用户自定义的结果评估类型 包括平均车速 行驶时间 延误以及排队长度 提供整个网络的车辆数和总的延误 用户可以轻松地将数据文件导入电子数据表 如 Excel 以进行更深入的计算和动画呈现 VISSIM系统模块构成 15 公交集散地的客流仿真与可视化 建立具有三维效果的地下铁路车站和客流模型 对交叉口设计方案 环岛 有 无信号控制 跨线桥方式 进行比较 VISSIM典型应用 16 VISSIM典型应用 交叉口 17 VISSIM典型应用 换乘枢纽 18 运用动态交通分配对大型道路网络进行可行性分析 对于交通流控制 收费道路 路段控制系统 道路进口控制和特殊车道等交通管理系统进行分析 对停车场设计方案进行比较 19 VISSIM典型应用 收费道路 20 VISSIM典型应用 动态分配 21 VISSIM典型应用 停车场 22 VISSIM典型应用 数据处理 用EXCEL打开评价数据文件以进行数据处理 excle可以打开的数据文件包括 mes rsr等 VISSIM允许以数据库的格式输出部分评价数据 目前 可以采取数据库输出方式的数据包括 1 车辆记录2 路段评价3 路径 动态交通分配 延误数据文件 23 VISSIM使用中应注意的问题 VISSIM底图 VISSIM模型参数修正 伪随机数问题 VISSIM软件仿真流程 24 VISSIM软件仿真流程图 VISSIM软件仿真流程 通过设置检测器生成评价文件来实现 25 VISSIM底图 VISSIM4 1能够显示的底图来源有两种文件格式 1 位图CAD文件保存为pdf 在用ps转为jpg或bmp 再导入 2 矢量图目前 VISSIM支持AutoCADR13和R14版本的文件格式 如果无法加载DWG文件 请将其转换成DXF文件后重新加载 也可以将DWG或DXF文件保存为AutoCADTM早期版本的文件格式 注 背景图片不能被无限缩放 所有的图片文件在VISSIM内部仍旧是以位图格式处理的 26 模型参数校正是根据实地交通运行状况 对仿真系统中各个独立参数进行调整 以使模型能准确表达具体仿真对象的过程 交通微观仿真模型运用大量的独立参数来描述交通系统运行 交通流特性以及驾驶员行为等 参数的取值对仿真结果有很大的影响 在仿真系统中 这些模型参数均有缺省值 同时也允许用户对这些参数进行修正 缺省值往往是根据模型开发国的情况确定的 并不一定适合我国的实际情况 所以针对具体的仿真对象 必须对仿真参数进行标定 需要校正的仿真参数一般包括交通控制运行参数 交通流特性和驾驶员行为特性等 参数校正的目的是使仿真输出结果与实际测量的数据差异最小 VISSIM模型参数修正 27 VISSIM模型参数修正 结果合理否 结束 确定仿真模型参数校正的目标 进行校核参数指标选择 实际数据采集 实验设计 仿真运行 仿真评价 参数校正 Y N 模型参数校正流程图 参数可分为可控参数和不可控参数 不可控参数一般不随模型的变化而变化 如道路条件 交通量 信号配时等 可控参数一般是模型中值可以改变的参数 如车道变换距离 最小车头时距等 校核参数必须是容易实际测量得到以及在仿真中可控 28 伪随机数并不是假随机数 这里的 伪 是有规律的意思 就是计算机产生的伪随机数既是随机的又是有规律的 随机数 初始化随机数产生器 使用相同的输入文件和随机数 将产生相同的仿真运行结果 随机数不同 车辆的到达规律也不相同 因此可能导致仿真运行结果的差异 对仿真结果也有较大的影响 伪随机数问题 29 VISSIM实例 底图导入 30 VISSIM实例 路网建立 31 VISSIM实例 数据输入 32 VISSIM实例 路径设置 33 VISSIM实例 信号灯设置 34 VISSIM实例 仿真动画 35 一步一步建立模型 36 37 车辆构成设置 38 路网建立 拖动鼠标右键建立一条路段 39 40 交通量输入 点击车辆输入图标 选择需要添加的道路 交通量 空白位置点击鼠标右键 调出车辆输入一览表 并可以进行路段交通量的添加 编辑 删除 41 路径选择 流量流向输入 42 43 优先规则 A主路 B支路 要保证主路优先 因此需要设置优先规则 44 45 信号设置 红绿灯 46 周期 控制类型 红黄灯切换时间 一般为0 黄灯时间 一般取3S 红灯