城市快速路交通仿真

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1、道路交通系統(tǒng)仿真城市快速路微觀仿真系統(tǒng)(ESS)2城市快速路交通仿真模型16.2城市快速路交通仿真6.2.3城市快速路交通流仿真1、主線交通流仿真模型1）構(gòu)造模型的基本假設(shè)為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，假定快速路各進(jìn)口匝道的流入需求量及目的已知，并將充分小的的各單位時(shí)間段內(nèi)的流入需求量視為常量匝道快速路區(qū)間的交通狀態(tài)用車流密度和速度加以表示，并假定它們的關(guān)系為線性關(guān)系即——區(qū)間a的車流速度（m/min)——區(qū)間a的車流密度(輛/m×車道數(shù)）在充分短的各單位時(shí)間段內(nèi)，各區(qū)間內(nèi)的流出交通量視為均勻分布2）主線各區(qū)間

2、交通量仿真模型主線各區(qū)間交通量模型，用任意仿真時(shí)間段內(nèi)各區(qū)間終點(diǎn)斷面的交通量表示可由下式求出——時(shí)間段s內(nèi)通過(guò)終點(diǎn)斷面的交通量——區(qū)間影響系數(shù)——時(shí)間段r內(nèi)由進(jìn)口匝道i流入的交通量——區(qū)間a的集合——進(jìn)口匝道i的集合3）主線區(qū)間行駛速度仿真模型主線區(qū)間行駛速度仿真模型是以構(gòu)造模型的基本假設(shè)為基礎(chǔ)，在各區(qū)間使用交通流守恒法則建立的進(jìn)口匝道m(xù)作為區(qū)間a起點(diǎn)時(shí)的情況為：出口匝道j作為區(qū)間a的起點(diǎn)的情況為：——時(shí)間段s內(nèi)通過(guò)區(qū)間a及a-1終點(diǎn)斷面的交通量，即區(qū)間流出交通量——作為區(qū)間起點(diǎn)的進(jìn)口匝道m(xù)在時(shí)

3、間段s內(nèi)的流入交通量——時(shí)間段s內(nèi)區(qū)間a的車流密度——區(qū)間a的長(zhǎng)度——作為區(qū)間起點(diǎn)的出口匝道i在時(shí)間段s內(nèi)的流出交通量上式中各變量的含義若事先求得在時(shí)間段s內(nèi)的車流密度、區(qū)間a流出量、進(jìn)口匝道的流入交通量和出口匝道的流出交通量，就可以通過(guò)上式推導(dǎo)出時(shí)間段s+1時(shí)的區(qū)間a行駛速度仿真模型：4）影響系數(shù)模型化區(qū)間影響系數(shù)模型化區(qū)間影響系數(shù)是一個(gè)不斷變化的系數(shù)，它隨著區(qū)間上的交通狀態(tài)的實(shí)時(shí)變化而實(shí)時(shí)變化，可由下式模型化：——流入交通的目的地選擇率（實(shí)測(cè)值或根據(jù)實(shí)測(cè)值推測(cè)得出——選擇路徑h的比例——區(qū)間

4、通過(guò)率（根據(jù)交通狀態(tài)的觀測(cè)結(jié)果）區(qū)間通過(guò)率的求法區(qū)間通過(guò)率的求得要考慮城市快速路網(wǎng)的物理形狀和路網(wǎng)上交通流的狀態(tài)。圖6-5區(qū)間通過(guò)率的求法示意圖根據(jù)構(gòu)造模型基本假定，設(shè)相鄰兩時(shí)間段起流入車輛隊(duì)首之間的分布為均勻分布，在上圖所示的情況下，區(qū)間通過(guò)率為：——表示時(shí)間，其中可由下式求得當(dāng)實(shí)際流入交通的軌跡與上圖有較大差別時(shí)，如流入交通的隊(duì)首軌跡線相距較遠(yuǎn)或較近時(shí)，則不能用上式求解，但可以利用流入交通的隊(duì)首行駛軌跡圖，根據(jù)各區(qū)間交通流守恒原理，用圖解法求得路徑選擇率模型當(dāng)路網(wǎng)上的OD對(duì)之間存在著多個(gè)可利

5、用的路徑時(shí)，就要考慮駕駛員的路徑選擇行為，給出路徑選擇率，進(jìn)一步計(jì)算區(qū)間影響系數(shù)城市快速路的使用者大部分是上下班族和業(yè)務(wù)出行者，因此可以認(rèn)為認(rèn)為影響駕駛員路徑選擇的因素主要是到達(dá)目的地所用時(shí)間給出駕駛員路徑選擇行為和結(jié)果模型化的方法和模型：選擇路徑的比例可以用集中型Logit模型來(lái)預(yù)測(cè)——時(shí)間段ｒ內(nèi)進(jìn)口匝道ｉ和出口匝道ｊ之間的路徑ｈ所包含的各個(gè)區(qū)間的行駛時(shí)間之和改變上式中的ｒ，可以得到利用路徑被均等地選擇的情況到行駛時(shí)間最短路徑被集中選擇的所有情形。該模型是基于靜態(tài)交通分配的時(shí)間比原則而構(gòu)建的，

6、也可以說(shuō)是考慮了道路使用者的交通信息的不完全性以及路徑選擇意識(shí)決定的多樣性模型。2、進(jìn)出口匝道交通流仿真模型1）進(jìn)口匝道車輛排隊(duì)仿真模型假設(shè)時(shí)間段s初始時(shí)，進(jìn)口匝道的排隊(duì)車輛數(shù)為，在時(shí)間段s內(nèi)到達(dá)進(jìn)口車輛數(shù)為，則進(jìn)口匝道車輛排隊(duì)仿真模型為：2）出口匝道車倆排隊(duì)仿真模型假設(shè)時(shí)間段s內(nèi)出口匝道j的流出交通需求量為，則有:——時(shí)間段r內(nèi)由進(jìn)口匝道i流入一個(gè)單位的交通量，在時(shí)間段s內(nèi)到達(dá)入口匝道的比例若流出能力為，時(shí)間段s開始的出口匝道j內(nèi)殘留的排隊(duì)車輛數(shù)為，時(shí)間段s+1開始時(shí)出口匝道j內(nèi)殘留的排隊(duì)車輛

7、數(shù)為，則出口匝道車輛排隊(duì)仿真模型為：上面的介紹是從理論的角度來(lái)介紹交通仿真的發(fā)展情況，下面比較具體的介紹一個(gè)交通仿真系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造，借以說(shuō)明交通仿真系統(tǒng)的基本構(gòu)成與基本原理。北京工業(yè)大學(xué)開發(fā)的城市快速路微觀仿真系統(tǒng)(ExpresswaySimulationSystem，簡(jiǎn)稱ESS)是針對(duì)于城市快速路的交通仿真系統(tǒng)。城市快速路微觀仿真系統(tǒng)(ESS)功能介紹該系統(tǒng)為用戶提供可視化道路編輯環(huán)境，交通輸入環(huán)境。系統(tǒng)根據(jù)用戶的需要進(jìn)行仿真模擬運(yùn)算，并提供道路沿線速度統(tǒng)計(jì)分析功能，動(dòng)態(tài)演示功能，方便用戶對(duì)數(shù)

8、據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和直觀檢驗(yàn)。城市快速路系統(tǒng)仿真根據(jù)基本路段、匝道、交織區(qū)上車輛的運(yùn)行特征，采用或改進(jìn)已有的仿真模型建立整體仿真系統(tǒng)，為考察、分析車輛在整個(gè)系統(tǒng)巾的運(yùn)行特點(diǎn)提供仿真手段。整體框架與各個(gè)功能模塊之間的關(guān)系用戶界面道路模塊人車單元模塊知識(shí)庫(kù)仿真模塊結(jié)果模塊ESS系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)城市快速路微觀仿真系統(tǒng)(ESS)模塊道路模塊人車單元模塊仿真模塊知識(shí)庫(kù)模塊效果模塊道路模塊ESS系統(tǒng)的道路模型從9個(gè)方面來(lái)描述一條城市快速路，分別是橫斷面、平曲線、豎曲線、縱坡、緊急停車帶、出入口匝道、車道關(guān)閉、限速