VISSIM交通仿真軟件模型的構(gòu)建

趙秀云 王健

摘? ?要：VISSIM是一種微觀的、基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，用以城市交通和公共交通運(yùn)行的交通建模。本文主要從仿真模型的分析、優(yōu)點(diǎn)、參數(shù)標(biāo)定等方面介紹了其模型的構(gòu)建，最后通過實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)對構(gòu)建的模型進(jìn)行驗(yàn)證，得出仿真計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際調(diào)查所得的數(shù)據(jù)具有很高的吻合度，這就說明采用所構(gòu)建的仿真模型具有很高的真實(shí)性，可以對其調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，所得的數(shù)據(jù)可以為實(shí)際的交通問題提供一定的保障。

關(guān)鍵詞：VISSIM? 模型? 構(gòu)建

中圖分類號：TP391.9? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）01（b）-0011-02

交通仿真是指采用計(jì)算機(jī)數(shù)字模型來模擬道路的真實(shí)情況，既能夠準(zhǔn)確地反映出復(fù)雜道路的交通現(xiàn)象，也能夠評價(jià)道路的設(shè)計(jì)方案是否有效。一般將其分為宏觀、中觀和微觀仿真三種類型。

1? 交通仿真模型分析

用微觀仿真對交通流進(jìn)行模擬，對交通環(huán)境進(jìn)行模擬，對兩者之間的相互關(guān)系進(jìn)行模擬，其模擬系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分。

1.1 道路結(jié)構(gòu)模型

該模型是所有模型當(dāng)中最為基礎(chǔ)的一種模型，其他的模型都要建立在這個(gè)模型的基礎(chǔ)上。在仿真模擬中建立該模型需要得到諸如路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、道路的行車道數(shù)量及其寬度、道路標(biāo)志線等基本幾何數(shù)據(jù)。

1.2 交通信號模型

該模型主要是利用仿真系統(tǒng)中的交通信號燈組來模擬實(shí)際道路上的信號控制，不僅是對實(shí)際情況的信號控制進(jìn)行模擬，也需要模型中的行駛車輛如實(shí)接受交通信號的控制。

1.3 車輛行為模型

該模型相對于前兩種模型而言是一種動(dòng)態(tài)的模型，是對車流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬，可以概括為跟馳模型和換道模型兩種形式。前者主要用于單一車道上行車車輛的交通行為分析上，后者主要是用于多車道上行車車輛的交通行為分析上，一般分為強(qiáng)制性、選擇性兩種類型。在構(gòu)建的仿真模型中，行駛車輛會依據(jù)模型構(gòu)建時(shí)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的交通行為。

2? 仿真優(yōu)點(diǎn)

交通仿真的方式相對于常規(guī)的現(xiàn)場實(shí)際試驗(yàn)而言，不僅形式靈活而且能夠節(jié)約工程成本，在仿真過程中可以先進(jìn)行驗(yàn)證性模擬，驗(yàn)證無誤后，投入到工程驗(yàn)證及實(shí)施模擬階段，該操作不僅可以減少實(shí)際試驗(yàn)的試驗(yàn)次數(shù)，還可以減少試驗(yàn)工程的成本。對交通仿真進(jìn)行概括，主要存在以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

（1）經(jīng)濟(jì)性。對于不能通過現(xiàn)場試驗(yàn)完成的項(xiàng)目，或是需要投入較大的人力、物力、財(cái)力才能完成的項(xiàng)目而言，采用仿真的形式及靈活又省錢。

（2）安全性。采用仿真模擬的形式，能夠有效地避免實(shí)際試驗(yàn)過程中的意外傷害。

（3）可重復(fù)性。仿真模型一旦構(gòu)建成功，可以通過改變參數(shù)重復(fù)使用。

（4）易用性。該種方式更加易用，無需利用更多的數(shù)學(xué)知識去構(gòu)建一些解析模型。

（5）快速真實(shí)性。相比較傳統(tǒng)的交通實(shí)際調(diào)研而言，仿真模型速度更快，能夠有效的避免一些人為誤差。

（6）可拓展性。利用仿真模型可以對實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)以外的情況進(jìn)行模擬，也可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜情況的模擬，從而補(bǔ)充數(shù)據(jù)的不足。

3? 仿真參數(shù)標(biāo)定

VISSIM是一個(gè)微觀的，以車輛駕駛行為基礎(chǔ)的交通仿真軟件，已經(jīng)被應(yīng)用在70多個(gè)國家的項(xiàng)目中，此次研究也是選用VISSIM仿真軟件，仿真參數(shù)的選定主要時(shí)通過實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，基礎(chǔ)模型是通過CAD制作底圖，然后導(dǎo)入到VISSIM中構(gòu)建的，在CAD中制作底圖的依據(jù)是百度衛(wèi)星地圖的測量數(shù)據(jù)。

3.1 車輛構(gòu)成標(biāo)定

此次研究中，因需要將出入口匝道、高架主路的車輛構(gòu)成及期望速度分布作為仿真參數(shù)，所以，需要調(diào)查這些位置處車輛的構(gòu)成。因調(diào)查數(shù)據(jù)的采集原因，車輛構(gòu)成中只包括小汽車和大車，而小汽車占了很大的比重。分為了平峰時(shí)段和高峰時(shí)段兩個(gè)時(shí)段。通過分析可以看出，出口位置處兩個(gè)時(shí)段內(nèi)小汽車所占的比例是相同的，所以在對參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定的時(shí)候可以將此位置處的車輛構(gòu)成設(shè)置成一致的。

3.2 期望車速和駕駛行為標(biāo)定

此次研究過程中，車輛行為模型的選擇是采用的VISSIM軟件中的Wiedmann74模型，在參數(shù)設(shè)置中，將車頭間距設(shè)置為0.2m，依據(jù)實(shí)際的調(diào)查情況，在軟件模擬過程中，將行駛車輛在橫向的行車行為設(shè)置成在同一個(gè)車道上的車輛允許其存在超車的行為。在平峰時(shí)段，對各位置處車流期望速度的標(biāo)定如下：主路40～70km/h之間，入口30～40km/h之間，出口30～40km/h之間。在高峰時(shí)段，對各位置處車流期望速度的標(biāo)定如下：主路15～40km/h之間，入口20～35km/h之間，出口20～35km/h之間。

3.3 路徑?jīng)Q策標(biāo)定

該標(biāo)定主要是針對于行駛車輛的行駛路徑而言的，在仿真模擬過程中需要對路徑的起點(diǎn)和路徑的終點(diǎn)進(jìn)行選定。此次研究中選定的四條路徑分別是：上游主路—下游主路、上游主路—出口匝道、地面快速路—入口匝道—高架主路、入口匝道—高架主路。

4? 仿真模型驗(yàn)證

在進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)時(shí)，相關(guān)仿真模型參數(shù)的設(shè)置如下：試驗(yàn)時(shí)間設(shè)置為600min，仿真之前的5min作為仿真計(jì)算的清空時(shí)間，具體的數(shù)據(jù)需要從第5min以后開始進(jìn)行采集，統(tǒng)計(jì)過程中的時(shí)間間隔為5min。分別對主路、入口、出口三個(gè)位置的交通流量進(jìn)行驗(yàn)證其吻合度。

通過對驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行分析，采用雙樣本F-檢驗(yàn)和T-樣本等方差檢驗(yàn)兩種方式進(jìn)行驗(yàn)證，得出如下結(jié)論：利用F-檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主路、出口、入口三個(gè)位置處的實(shí)際樣本方差和仿真結(jié)果的樣本方差二者相等;利用T-樣本等方差檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)主路、出口、入口三個(gè)位置處的實(shí)際樣本均值和仿真結(jié)果的樣本均值二者相等。

5? 結(jié)語

可以看出通過仿真計(jì)算的結(jié)果和實(shí)際調(diào)查所得的數(shù)據(jù)具有很高的吻合度，這就說明采用上述的數(shù)據(jù)標(biāo)定所構(gòu)建的仿真模型具有很高的真實(shí)性，可以對其調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，該模型模擬所得的數(shù)據(jù)可以為實(shí)際的交通問題提供一定的保障。

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