8第八章第八章交通规划模型在VISSIM中的应用技术.docx
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8第八章第八章交通规划模型在VISSIM中的应用技术
第八章交通规划模型在VISSIM中的应用技术
1.什么是vissim
vissim是一种实时的、建立在微观驾驶行为模型基础上的交通流仿真软件。
它可以模拟不同约束条件（车道布设、交通组成、交通信号等等）下的复杂交通流，并将其直观、形象的显示出来，使之便于分析。
因此，vissim适用于交通工程的规划、设计、交通组织和控制管理的各个方面。
具体如下：
Vissim可用于交通信号控制程序的设计与优化；
Vissim可用于交通信号优先权的评估和优化；
Vissim可用于评估城市道路网中轻轨的影响效果及其可行性研究；
Vissim可用于交织区域减速方案的分析与研究；
Vissim可用于型号控制交叉口多方案比选以及分离立交等级划分；
Vissim可用于公交系统复杂站点的运作能力分析；
Vissim可用于公交优先权处理方案（如公交转运车道、queuejumps、
curbextensions）分析
Vissim可用于交通量动态分配下的大中型路网方案可行性研究
2.交通仿真模型
vissim的仿真功能通过它包含的2个不同的核心程序实现，即界面下感应器和信号灯之间的信息交换。
仿真过程可以实时的反映交通流变化情况并以动画形式显示，同时输出多种统计数据，如行驶时间、排队长度等。
交通仿真器（trafficsimulator）（包括车辆跟驰模型和换车道模型）是一个微
观交通流仿真模块，以实践为参照，对交通流进行离散模拟，其步长为1/10秒＜
信号发生器是一个单独的控制软件，它通过一个感应器（detector）获取上一时
刻仿真器生成的信息，以此为依据决定下一时刻的信号控制信息并反馈给仿真器，以达到模拟下一时刻交通流状况的目的。
交通仿真器与信号生成器之间的关系
Ax
perceptionnoreactionthreshold
（Hffaremofvelocity/\y
—hcraoslngdtotanos
decfeaalngdtetanca—►
车辆跟驰模型（Wiedemann1974
交通仿真的精确性依赖于交通流模型建立质量的高低，例如交通量在路网中
移动的方式。
不同于采用恒定速度和车辆跟驰逻辑的简单交通流模型相比，
vissim采用的是心理-生理模型（Wiedemann1974）。
《交通系统仿真技术》P106
第五段。
Vissim对交通流的仿真可以微观到路网中的每一辆机动车，确切的说应该是
每一个人-车组合。
人-车组合的行驶行为不但取决于车辆的技术特性，而且取决于驾驶员的生理、心理状况，是人与车共同作用的结果。
vissim通过以下属性最
总决定人-车组合的行驶行为：
1.车辆的技术特征
车长
车辆最大速度
车辆最大加速度
车辆在路网中的实时位置
车辆实时速度和加速度
2.人-车组合的驾驶行为
驾驶员生理、心理极限
驾驶员的记忆力
当前速度下的加速度以及驾驶员的期望速度
3.人-车组合之间的相互作用本车道和相邻车道的前后车辆当前路段及下一交叉口下一交通信号
3.Vissim基本操作说明
vissim的界面可以分为以下几个区域：
1.标题：
显示程序标题、版本和所打开的文件名;
2.菜单：
可通过鼠标选取或快捷健操作；
3.工具栏：
绘制路网以及仿真操作；
4.状态栏：
显示编辑指令以及仿真状态；
5.滚动条：
纵向或横向移动路网现实区域；
3.1菜单
自定义菜单：
可以重新安排，插入和删除菜单中的选项，此外，所有E姐片
的菜单命令都可以放到任何工具条。
如果拉出一个子菜单的
.Windows►.
拷贝，按住子菜单顶部（如图所示）将其拖至期望位置。
此
Files...
Database...
时子菜单的形式为浮动工具条，用户可以将其并入主菜单的
任何一部分。
编辑菜单内容：
可以按以下步骤进行。
右键点击菜单内部，出现一个相关菜单；
秤1门屉
||Sebction
选中“Customize”
*F.uiConferul
在自定义模式中你可以作如下操作：
7|rJeri*iofkEPinene
添加：
从命令列表中添加菜单命令。
在
Anmsticn
Test
[Commands]表中，选择需要的命令并用鼠标拖
:
iiiKjIaliui
动它到菜单中的预期位置。
LpcktbcTxIbais
移动：
在任何菜单中都可用鼠拖动来移动。
1
CLstomce...
删除：
用鼠标将命令拖出菜单可以达到删除的目的
重启：
将VISSIM菜单重启为默认形式。
右键点击菜单，并从相关菜单中选中Reset项
完全重启：
将整个菜单结构重启为VISSIM默认结构。
在[Toolbars]
列表中点击RESET并确认弹出的0K。
3.2工具条
类似大多数软件，vissim可根据需要随意拖动工具条的位置，并且可以通过
自定义工具栏选择隐藏或显示特定的按钮。
Vissim可根据所选的不同视图模式，
自动隐去在该模式下不可用的按钮。
自定义工具条：
工具条中的按钮可以根据需要重新布置、插入或移动，生成新的工具条。
而
且，菜单中的命令也可以被放置在任意工具条中。
可以按以下步骤进行。
Nrt^rirkEeiinen苗
Aiiirnatign
Test
SimulaUrn
LjocktlheTMlbais
£jj5tarii2e.Sh
右键点击菜单内部，出现一个相关菜单；
选中“Customize"；
在［Toolbars］对话框中你可以作如下操作
选中工具条列表前面的-，可以使用或停止
使用工具条。
点击NEW可生成一个新的工具条。
然后填入想要的名字以及新工具条的位置，最后点击
OK确认
按下相应的按钮（标准VISSIM工作条不能删除和重命名）可重命名/删除自定义工作条。
按下Reset可以返回VISSIM默认状态，点击0K确认。
在［Commands］对话框中你可以作如下操作
添加一个新菜单命令到相应工具条中：
选中想要的命令，然后用鼠标将他拖至工具条预期位置
用鼠标拖拽可实现在工具条间移动按钮或者命令。
将按钮或命令拖出工具条可将其删除。
以下为默认工具条中所有命令：
打开已有的vissim路网文件
保存vissim路网文件
2•选择工具
标准选择模式
多选模式
标签模式。
在被激活的情况下，任何路网元素的标签可以通过此按钮
被选择并移动
可以通过此按钮在links/connector间切换浏览（Tab）
3.运行工具
>H对于所有的运行模式，如仿真、动画演示、
测试，运行工具均可以被使用，需要说明的是，这些按钮只控制最近被使用的运行模式。
按钮左侧显示的是当前使用的运行模式。
如果需要更改运行模式，必须通过菜单选择其他运行模式。
.连续进行仿真、动画演示或测试（F5）
单步进行仿真、动画演示或测试（F6）
.停止仿真、动画演示或测试（Esc）
<连续倒退（仅适用于动画演示）单步倒退（仅适用于动画演示）
4.
航拍工具
/匚动态缩放（左键），前一视图（右键）要素缩放
亠.旋转路网（仅适用于3D模式）
A*航拍（仅适用于3D模式）
5•路网元素工具
通过这些按钮，可以在路网中创建新的元素或对已有元素进行编辑
基本道路元素：
浒创建新的车道及连接线
创建标线、标记（仅显示，不进行仿真控制）
车流：
车速:
优先权控制：
▽优先规则（例如：
针对无信号控制的交叉口）
⑥停车标志
H信号灯
LE信号探测器
公共交通:
公交车站
性能评价：
断面测量
行程时间和延误测量
动态分配（可选模型）：
停车场连接线
3.3状态栏
状态栏分为三个部分。
根据当前的程序模式每个部分都有不同的数据。
第一部分2D模式：
当前坐标位置（x,y以米为单位，“国际标准”）
3D模式：
除了航拍模式外的所有模式：
网络中某部分的当前坐标（x,y,z
以米为单位），该值该值在vissim界面左下角的状态栏显示。
航拍模式：
摄像机的当前坐标（x,y,z以米为单位）。
第二部分路网的编辑:
所选Inik/connector的个数和位置（若鼠标位于所选link
内）
仿真：
当前的仿真次数和方针周期时间
3D模式（非仿真过程中的航拍模式）—:
焦距位置（航测点，x,y,z以米为单位）第三部分路网的编辑：
编辑指示
路网的编辑（3D模式下的视角旋转及平移）：
当前观测者的位置
（d,A,C）:
4=水平距离（米）
A:
X-Z平面同观测者之间的夹角
C：
X-Y平面同观测者之间的夹角
仿真：
当前路网中的车辆数
速度因子（仿真中的速度同实际速度之间的比值）
实际中可被仿真的车辆数（仅在仿真速度设为最大时显示）
4•仿真基础数据及模型参数设置
交通系统仿真的对象是道路交通系统，由交通工程学的基本原理可以看出，道路交通系统是一个随机的、动态的、复杂的、开放的系统，这一特性要求仿真软件也应具备一定的应变功能。
在交通微观仿真软件vissim中，这一功能是通
过其核心Wiedemann车辆跟驰模型中一些相互关联的参数的设置实现的。
本
节将就仿真中用到的不同分布和参数的功能以及所需基础数据的处理做一介绍。
4.1车辆加、减速函数
对同一驾驶者，vissim并没有对车辆加、减速做单一化处理，而是通过函数提供对应不同阶段的变化的加、建速值。
Vissim为每一种车型提供两种加速函数和两种减速函数，如下：
最大加速度
期望加速度
最大减速度
期望减速度
vissim为每一种车型对应的上述4个参数给出默认值。
我们也可以根据实际情况对其进行修改，通过菜单选择BaseData/Functions…打开编辑窗口更改加/减速度曲线形式。
如图所示，为了反映加/减速度的随机分布，每个编辑窗口包含三条不同的曲线，分别代表最小、平均、最大加/减
速度分布曲线，每一条曲线都可以被单独编辑。
图中纵坐标代表加/减速度值，横坐标代表相应的速度。
两轴所夹操作区域可以通过更改两轴对应空格中的数字定义。
BestFit按钮显示最佳操作区域，不
影响加/减速度分布曲线。
操作区域内，每一条曲线都可以被单独编辑，通过调整曲线形状改变加/减
速度分布的规律。
当拖移中间曲线上的红点时，与其临近曲线对应的值也会相应的被调整。
4.2分布
在vissim中，参数多数是通过分布函数定义而不是采用固定值，这样更贴近交通仿真的随机特性、反映真实情况。
大部分分布的处理是类似的，可以采用合适的经验值或随机数据来定义。
通过菜单选择BaseData/Distributions对各类分布进行定义，以下介绍几种主要的分布。
4.2.1期望速度分布
对于任何车辆类型来讲，速度分布参数都是至关重要的，它直接影响到仿真中道路通行能力和车辆的行驶速度。
如果没其他车辆的影响，独立的驾驶员会按其期望的行驶速度驾驶车辆，车速只在很小的摆幅内随机变化。
车辆间的期望速度差别越大，与之相对应的车辆间的相对位置的差异也越大。
如果车辆的期望速度高于其当前行使速度，那么该车辆会在不对其他车辆造成危险的情况下进行超车。
一般情况下，应每一种交通组成中的每种车辆类型都要进行期望车速随机分
布的定义。
可以通过菜单选择BaseData/Distributions/DesiredSpeed打开对话框选择或新建一种期望速度进行编辑，期望速度编辑窗口如上图所示。
窗口上方两
空格中数字代表最大和最小期望速度（右值必须大于左值），横坐标代表期望速度，纵坐标代表累计百分比（0.0~1.0），即以该车速或小于该车速行使的车辆在整个被仿真车辆中所占的百分比。
鼠标拖移红色节点（左键添加）可以改变分布
曲线形式，分布曲线多呈S型，表示该车型中多数车辆采用平均速度行驶，并在一定范围内波动。
4.2.2车辆模型分布
在vehicleType该所占的百分比（percentage=share£shares＞。
每个车辆模型可以分别定义2D模型数据（2DModel）和3D模型文件（3D
Model）:
2DModel…
点选对应2D模型右侧的□按钮，打开VehicleElements2D窗口，在此窗口内
定义车辆的组成元素以及各元素对应的特征参数。
所谓车辆的组成元素，指得是车辆的组成部分，例如铰接车由卡车和后挂组成、轨道交通工具由数节车厢组成，构成铰接车和轨道交通工具等类似车辆的卡车、后挂、车厢……在vissim中被称
为组车辆的组成元素。
车辆组成元素位于对话框左侧，可以通过New添加、Delete删除，选定后在右侧的Properities中对其特征参数进行编辑。
需被定义的元素的特征参数有6个，通过下图对它们进行解释。
3DModel…
点选对应3D模型右侧的回按钮，打开3DModel对话框，选择添加3D模型，这些模型便为3D模式下该VehicleType的显示形状。
-Add键将当前所选3D文件添加到SelectedModelElementsSection
-如果车辆由多个元素构成（如有轨电车），可以通过多次点击Add键添加所需的车辆元素
-Multiple键可以添加多个相同的元素
-在SelectedModelElementsSectio中,＜＜和＞＞用来前后移动元素，Delete
（All）用来删除所选（全部）元素
确认添加3D模型无误后，点击0K,关闭3DVehicleElementS对话框，系统会自动计算车辆的长度（所有元素长度之和）。
-3DModel中的改变会影响VehicleElements2□中的参数值
-VehicleElements2D中的任意变动都会取消其与3DModel的链接，所以在修改2DModel…中内容后，应重新对3DModel进行定义
-如果未对VehicleType的3DModel进行定义或丢失对其链接，则在3D模式下，该VehicleType将显示成为VehicleElements2D中定义的相应尺寸的彩色六面体
-vissim4.0为每一种VehicleType预定义了3DMode分布，这些默认值一般情况下都可以直接被采用，特殊情况下我们可根据实际重新定义，修改后会得到完全不同的仿真结果。
4.2.3延误时间分布
在vissim中对延误的模拟是通过定义延误时间分布（DwellTimeDistribution）
实现的。
在以下两种情况下需要进行延误时间分布定义：
第一，由于交叉口的存
在并受信号配时和车辆到达率的影响而产生延误时；第二，公交车辆（如巴士、电车等）在公交车站需要停车载客而产生一定时间的延误。
菜单选择BaseDate/Distributions/DwellTime…打
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开DwellTimeDistribution对话框，如图所示，对已
有分布进行编辑或新建分布。
新建延误时间分布时，有以下两种分布可供选择：
标准分布：
一个标准分布通过两个参数值定义，一是平均值（meanvalue），另一个是标准
离差（standarddeviation）0如果将标准离差赋以零值，便会产生一个连续的延误
时间。
如果标准分布产生负的延误时间，系统会自动将其调整为零
经验分布：
经验分布的定义有点类似速度分布的定义，通过定义最大延误时间和最小延误时间，然后在其间绘制分布曲线来描述烟雾事件的分布状况。
如图，横坐标代表延误时间，纵坐标代表累计百分比，可以右键添加节点、左键拖移节点编辑不同的分布曲线。
4.3车辆类型、种类和类别
vissim利用分级概念定义不同组成等级的车辆，并提供必要的车辆信息。
Vissim从不同的角度把车辆的组成分为三个等级：
车辆类型（VehicleType）、车
辆种类（VehicleClass）和车辆类别（VehicleCategory）。
这三个概念贯穿整个应
运程序，下面对它们加以解释：
车辆类型
指得是具有相同或类似技术性能和驾驶行为特征的车辆组
（VehicleType）
成的团组。
典型的车辆类别有：
小汽车（car）、小型货车
（LGV）、大型货车（HGV）、公交（bus）、铰接公交车
（articulatedbus、有轨电车（tram）、自行车（bike）、行人
（pedestrian）。
车辆种类
车辆种类由一个或多个车辆类型组成。
通常，车速、路径
（VehicleClass）
选择等其他驾驶行为都是针对车辆种类而言的。
默认情况下，一个车辆种类对应一个车辆类型，它们具有相同的名字。
如果几个车辆类型具有类似驾驶行为而不同于车辆特
征（如加减速度、大小形状），它们也可以被归入同一车辆种类当中。
如果车辆只在几何形状上有差别，则它们只需要归入同一车辆类型即可，之后利用车辆模型分布和颜色分布区分它们。
例1：
“carl”到“car6”指得是六个具有相同驾驶行为但
长度不同的小汽车，因此可以把它们定义在同一个车辆类型中，然后通过车辆模型分布，用六个不同的车辆模型将它们区分开来。
例2：
标准公交巴士和铰接公交巴士仅在长度上有差别，因
此可以用两个车辆模型将它们定义在同一车辆类型中；但是如果这两个公交车辆选用不同的行驶路线的话，则它们就必须定义成两个单独的车辆类型。
车辆类别根据车辆的某些静态的、不可变的特征，提前定义的一个
（Vehicle范畴。
每一个车辆类型都必须被指定一个车辆类别。
例如：
Category）交车辆类别“tram”（有轨电车）不允许车辆变道和多车道
连接，并且其速度必须保持某一固定值不变，因此我们可以把所有具有以上特征的车辆都归入这一车辆类别中。
4.3.1车辆类型
根据前面介绍的，系统有六个默认车辆类型（car、HGV、bus、tram、bike、
pedestrian），我们可以直接采用，也可对其加以编辑修改，除此之外，还可以新建车辆类型，相关操作通过菜单选择DaseData/Vehicle
Type…
主栏
No.:
车辆类型编号
Name：
标示名称
[Static]
Category：
为车辆类型选择所属的车辆类别
VehicleModel：
通过选择已经在VehicleModelDestribution中定义好的车辆模型分布，定义车辆模型分布类型
Length:
只读数据，根据所选择的车辆模型分布类型，显示车辆长度范围
Width:
定义车辆在2D模式下的显示长度，这一参数的大小直接影响同车道车辆的超车行为
Occupancy:
车辆所载乘客数，包括驾驶员在内
Color:
决定当前车辆类型的颜色分布。
在3D模式下，该车辆类型中的所有
车辆（包括附加模块“VISSIM3DModeler”添加的车辆模型）将以此颜色分布显示车辆的颜色。
在特殊情况下，例如车辆类型被分配了特定颜色的交通路线，该车辆类型的颜色信息会被改变。
[Functions&Distributions]
AccelerationandDecelerationCurves定义车辆类型的加/减速行为，根据前面定义的最大加/减速度分布和期望加/减速度分布，选择合适的分布曲线。
括号外为分不编号，括号内为最大加速度和最小加速度。
WeightandPowe：
定义车辆类型的重量分布和功率分布。
仅在车辆类型为HGV或应尽外部模型时才会被激活
[Special]-DynamicAssignment
CostCoefficients：
Equipment:
如果车辆配有路径引导设备或类似设备，则此项需被定义。
动态分配中的路径选择和行径重选与此选项的设定密切相关。
ParkingLotSelection：
动态分配中车辆的路径选择需对此对话框中的参数进行设置。
如右图，对话框中个参数之和决定车辆对停车位的选择结果。
例如：
如果参数中停车费用（parkingcosting）的权重较大，那么车辆在选择停车位时会将较便宜的停车位作为首选。
4.3.2车辆种类
车辆种类，如前面的定义，是一种或多种车辆类型（前面所定义的）的集
合，几种车辆种类之间允许出现交集，也就是说，一种车辆类型可以出现在多种车辆种类中。
如图，通过复选对话框中的车辆类型定义车辆种类。
No.:
车辆种类编号
Name：
标示名称
勾选可选项则可对每一种
Color:
定义车辆种类所包含所有类型车辆的颜色,
车辆类型进行颜色定义
4.4驾驶行为
在vissim中，车辆跟驰模型和换车到模型涉及到大量的参数设置问题，其中大部分的参数是在驾驶行为的丁一种完成的，并且这些参数的设置会直接反映
到交通仿真的结果中去。
因此，对驾驶行为的定义工作，使交通仿真中的一个关键的步骤。
通过BASEDATA-DRIVINGBEHAVIOR打开驾驶行为对话框，如下图:
vissim提供五种驾驶行为（……）,并且可对其中每种驾驶行为进行设置。
在仿真过程中，根据实际情况，针对每种车辆种类，选择合适的驾驶行为以及设置恰当的参数，完成驾驶行为的定义
4.5路段类型
5VISSIM接口技术
6VISSIM规划模型应用举例
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