基于vissim的交通仿真软件的应用

基于vissim的交通仿真软件的应用

交叉口是城市交通系统的重要组成部分，也是城市交通道路上最常见、最常见、最直接的道路拥堵和交通事故频发的地方。它阻碍了交通的畅通，降低了道路的通行能力。因此，分析了交叉口的交通运行状况，发现了拥堵和堵塞的原因，正确设计了交叉口，合理组织交通，提高了交叉口的通行能力，为整个城市的交通能力做出了重要贡献。在本文中，我们使用vissim交通模拟软件研究了复杂交通条件下交叉口的交通设计和运营方案。1vissim仿真交通流VISSIM的交通模型是一种微观交通流仿真模型.车辆的纵向运动采用心理-物理跟驰模型(psycho-physicalcar-followingmodel),横向运动(车道变换)则采用基于规则(rule-based)的算法.由德国Wiedemann教授提出的心理-物理车辆跟驰模型将跟驰状态通过6个阈值分为4个区域,驾驶员在4个区域中有不同的跟车特性.模型视驾驶员-车辆单元(driver-vehicle-units)为一个统一体,它通过在交通网络上移动驾驶员-车辆单元来仿真交通流,车辆以由用户定义或从VISSIM软件输入的数据而确定的方式移动.经过交通网络的每一个驾驶员的驾驶行为依附于特定的车辆,依赖于该车辆的技术性能,驾驶员在多车道上不仅受前车的影响,而且还受相邻车道上行驶车辆的影响,其行为特性采用速度随机分布与车间距临界值的随机分布来表示.在模型中,驾驶员加速行为可视为速度、速度差、距离、驾驶员与车辆个体特性等因素综合作用的结果.一旦达到某一临界值时,驾驶员即从一种模式变换到另一种模式,该临界值是速度差和距离的综合表现.Wiedemann的跟驰模型是迄今用于计算机交通仿真的最为精确的模型之一,因此,就这一点来说,基于这一理论基础而开发的微观交通仿真软件VISSIM应能较真实地反映和重现实际交通状况,具有广泛的实用价值,该软件在国外的广泛应用已证实了这一点.诚然,国内的交通组成不同于国外,国外是以小汽车为主,而国内是以公共交通为主,但这并不影响该软件在国内的应用,因为VISSIM软件不但对公交车辆的组成及运行特点作了特别详细的考虑,而且还在交通流组成中考虑了摩托车、自行车及行人等.然而,事情总是一分为二的,该软件交通模型的详细性及所模拟的交通组成的多样性增加了计算机硬件资源的消耗(三维模拟时显得尤为突出),因而它对计算机硬件有较高的要求.但是,随着网络技术、多处理器技术及并行计算技术的发展,这个缺点会越来越微不足道.2vissim软件用于分析工农业广场交叉口的交通功能2.1vissim仿真结果与分析长春市工农广场是一个5路交叉的平面交叉口,交通量较大.整个交叉口,尤其是高峰期间交通运行混乱,车流不畅.工农大路、南湖大路西进口的车辆在通过交叉口时需排队等候两个或两个以上的信号周期,严重影响了路网的交通运行.实测的工农广场交叉口交通平面几何简图如图1所示.在工农广场的交通调查中,将车辆分类为大型车、中型车及小型车.工农广场各路口现有道路交通条件如表1所列.工农广场交叉口的车流转向比例如表2所列.由工农广场交叉口各进口实测的排队长度可求出其平均排队长度,再由队长公式便可得出工农广场交叉口各进口排队长度的计算值,该值见表3所列.将以上采集和整理的数据及该交叉口实际信号配时方案输入VISSIM仿真软件对该交叉口交通现状进行仿真便可得到该交叉口排队长度及延误的仿真值.该交叉口排队长度计算值与仿真值比较如表3所列.将VISSIM软件仿真得出的延误值与由《道路通行能力手册》公式、韦伯斯特公式、R·阿可塞立科公式计算出的延误值以及通过人工观测实测的延误值进行比较,其比较结果如表4所列.分析表3及表4的数据,可以得出以下结论.1)无论从延误值还是从排队长度上来看,VISSIM软件的仿真结果与实测值误差不大.2)VISSIM软件对延误的仿真值较由其它三种方法计算出的结果更接近实测值.3)现有交叉口排队长度及延误均较大,尤以工农大路进口及南湖大路西进口为甚.这导致该交叉口通行能力降低,造成拥堵,从而影响路段通行能力的正常发挥.究其原因,一是有关路段进口窄,车道数少,二是交叉口左转车流比例过大.总之,VISSIM软件能较真实地重现工农广场现行交通运行情况.这验证了VISSIM软件在实际交叉口交通运行状况仿真模拟中的有效性、详细性、精确性及实用性.因此,在实际应用中采用VISSIM这一交通仿真软件进行交通仿真,可为城市或非城市交通路网的规划及规划方案的比较、调整提供详细、科学的依据.2.2美国各国内方案一:在工农大路口与南湖大路出口各增设一条出口车道,改进工农大路入口的交通管制方案,只允许车辆由工农大路转向人民大街南口,对南湖大路西口进行类似处理,禁止车辆由南湖大路西口转向工农大路;禁止车辆由人民大街南口转向南湖大路西口;将工农大路进口车流与人民大街南北进口直行车流同时放行;对信号配时进行优化.方案二:禁止车辆由工农大路转向人民大街北口;对工农大路进口与南湖大路西进口进行拓宽,以增加进口车道数;对人民大街南进口与南湖大路东进口的车道进行重新渠化,分别增加进口车道数以达到进口拓宽的目的;南湖大路西出口增设一条出口车道;对信号配时进行优化.方案三:着重于解决左转弯车辆的问题.在工农广场上修建一个中央环岛;在环岛上沿人民大街修建一座双向四车道高架桥.交叉口车流的分配方案为:人民大街南北双向直行的主车流从桥上直接通达出口,其它各个方向的车流均绕环岛行驶.将以上三个优化方案用VISSIM仿真软件进行仿真模拟便得出各优化方案的延误值及排队长度.各优化方案与现行方案延误值和排队长度的比较分别如表5,6所列.由以上比较表可知,各优化方案均使工农广场交叉口的交通运行状况得到不同程度的改善.方案一是以增加城市路网中其它节点的交通压力为代价来减少该交叉口的交通压力的,其效果不甚理想.方案二在不增加其它路网交通压力的情况下使该交叉口交通运行状况得到极大的改善.方案三从根本上改变该交叉口交通运行状况.综合考虑各方面因素后,可得出以下结论.1)方案二的“性价比”最高,在不想对道路工程作太大投资的情况下,方案二无疑是改善工农广场交叉口交通运行状况的首选方案.但该方案治标不治本,很难满足将来交通发展的需要.2)方案三最为显著地优化和改善了该交叉口的交通状况.其缺点是投资较大,不太经济.但该方案能满足在未来发展中可能增加的交通量的需求,因而其综合效果最好,非常可取.3vissim交通仿真模拟VISSIM微观交通仿真软件能直观、形象、详细地仿真出车辆、道路、交叉口、信号灯等随时间变化的二维或三维动画状态,能真实、精确地重现交通网络交通运行状况,避免了在拟定交通控制方案及对方案进行