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)造模型的基本假設為了簡化問題，假定快速路各進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，并假定它們的關系為線性關系即——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，用任意仿真時間段內(nèi)各區(qū)間終點斷面的交通量表示可由下式求出——時間段s內(nèi)通過終點斷面的交通量——區(qū)間影響系數(shù)——時間段r內(nèi)由進口匝道i流入的交通量——區(qū)間a的集合——進口匝道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)造模型的基本假設為基礎，在各區(qū)間使用交通流守恒法則建立的進口匝道m(xù)作為區(qū)間a起點時的情況為：出口匝道j作為區(qū)間a的起點的情況為：——時間段s內(nèi)通過區(qū)間a及a-1終點斷面的交通量，即區(qū)間流出交通量——作為區(qū)間起點的進口匝道m(xù)在時

3、間段s內(nèi)的流入交通量——時間段s內(nèi)區(qū)間a的車流密度——區(qū)間a的長度——作為區(qū)間起點的出口匝道i在時間段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間段s內(nèi)的車流密度、區(qū)間a流出量、進口匝道的流入交通量和出口匝道的流出交通量，就可以通過上式推導出時間段s+1時的區(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)是一個不斷變化的系數(shù)，它隨著區(qū)間上的交通狀態(tài)的實時變化而實時變化，可由下式模型化：——流入交通的目的地選擇率（實測值或根據(jù)實測值推測得出——選擇路徑h的比例——區(qū)間

4、通過率（根據(jù)交通狀態(tài)的觀測結(jié)果）區(qū)間通過率的求法區(qū)間通過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)間通過率的求法示意圖根據(jù)構(gòu)造模型基本假定，設相鄰兩時間段起流入車輛隊首之間的分布為均勻分布，在上圖所示的情況下，區(qū)間通過率為：——表示時間，其中可由下式求得當實際流入交通的軌跡與上圖有較大差別時，如流入交通的隊首軌跡線相距較遠或較近時，則不能用上式求解，但可以利用流入交通的隊首行駛軌跡圖，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路網(wǎng)上的OD對之間存在著多個可利

5、用的路徑時，就要考慮駕駛員的路徑選擇行為，給出路徑選擇率，進一步計算區(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)務出行者，因此可以認為認為影響駕駛員路徑選擇的因素主要是到達目的地所用時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模型來預測——時間段ｒ內(nèi)進口匝道ｉ和出口匝道ｊ之間的路徑ｈ所包含的各個區(qū)間的行駛時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)交通分配的時間比原則而構(gòu)建的，

6、也可以說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決定的多樣性模型。2、進出口匝道交通流仿真模型1）進口匝道車輛排隊仿真模型假設時間段s初始時，進口匝道的排隊車輛數(shù)為，在時間段s內(nèi)到達進口車輛數(shù)為，則進口匝道車輛排隊仿真模型為：2）出口匝道車倆排隊仿真模型假設時間段s內(nèi)出口匝道j的流出交通需求量為，則有:——時間段r內(nèi)由進口匝道i流入一個單位的交通量，在時間段s內(nèi)到達入口匝道的比例若流出能力為，時間段s開始的出口匝道j內(nèi)殘留的排隊車輛數(shù)為，時間段s+1開始時出口匝道j內(nèi)殘留的排隊車輛

7、數(shù)為，則出口匝道車輛排隊仿真模型為：上面的介紹是從理論的角度來介紹交通仿真的發(fā)展情況，下面比較具體的介紹一個交通仿真系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造，借以說明交通仿真系統(tǒng)的基本構(gòu)成與基本原理。北京工業(yè)大學開發(fā)的城市快速路微觀仿真系統(tǒng)(ExpresswaySimulationSystem，簡稱ESS)是針對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)用戶的需要進行仿真模擬運算，并提供道路沿線速度統(tǒng)計分析功能，動態(tài)演示功能，方便用戶對數(shù)

8、據(jù)進行統(tǒng)計分析和直觀檢驗。城市快速路系統(tǒng)仿真根據(jù)基本路段、匝道、交織區(qū)上車輛的運行特征，采用或改進已有的仿真模型建立整體仿真系統(tǒng)，為考察、分析車輛在整個系統(tǒng)巾的運行特點提供仿真手段。整體框架與各個功能模塊之間的關系用戶界面道路模塊人車單元模塊知識庫仿真模塊結(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庫模塊效果模塊道路模塊ESS系統(tǒng)的道路模型從9個方面來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、車道關閉、限速