《VISSIM仿真課講》課件

VISSIM交通仿真課程通過本課程,您將深入了解VISSIM仿真軟件的應用,掌握使用VISSIM開展交通仿真的全面技能。從基礎知識到實戰(zhàn)演練,助您輕松掌握交通仿真建模和分析的關鍵技巧。VISSIM仿真軟件概述交通模擬VISSIM是一款專業(yè)的交通模擬軟件,可以模擬各類交通狀況和路網(wǎng)環(huán)境。微觀模擬VISSIM采用微觀模型,可以細致描述每輛車和行人的行為特性。全面分析VISSIM提供全面的仿真數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析,有助于深入理解交通系統(tǒng)。高度可擴展VISSIM具有強大的編程接口,可以與其他系統(tǒng)進行深度集成。VISSIM仿真軟件的功能與特點1完整的交通仿真功能VISSIM涵蓋了從道路幾何設計、交通信號配時、行人行為到公交線路規(guī)劃等全方位的交通仿真功能。2高度的可視化效果VISSIM提供了細致逼真的三維動畫效果,可以清晰地展現(xiàn)交通參與者的行為特點。3強大的數(shù)據(jù)分析能力VISSIM可以生成各種交通指標數(shù)據(jù),如交通流量、行程時間、擁堵程度等,為決策提供依據(jù)。4良好的仿真效果校準VISSIM提供了豐富的參數(shù)校準選項,可以使仿真結(jié)果與實際情況更加貼近。VISSIM仿真軟件的應用領域交通規(guī)劃VISSIM廣泛應用于交通規(guī)劃和設計領域,可模擬復雜的道路網(wǎng)絡,優(yōu)化交通信號配時和路口處理方案。公交系統(tǒng)分析VISSIM可以模擬公交車和乘客的運行,幫助分析公交線路的優(yōu)化方案,提高公交系統(tǒng)效率。自動駕駛研究VISSIM可以模擬自動駕駛汽車的行為,為自動駕駛技術的研發(fā)和測試提供虛擬環(huán)境。環(huán)境影響評估VISSIM能夠模擬交通對環(huán)境的影響,如排放、噪音污染,為制定環(huán)保政策提供依據(jù)。VISSIM仿真軟件使用的流程1數(shù)據(jù)采集收集交通網(wǎng)絡信息、交通流數(shù)據(jù)等2模型構(gòu)建在VISSIM中建立道路網(wǎng)絡、設置交通信號等3參數(shù)校準調(diào)整模型參數(shù)以反映現(xiàn)實情況4仿真運行進行交通仿真并觀察模擬結(jié)果5結(jié)果分析對仿真輸出進行統(tǒng)計分析和性能評估VISSIM仿真軟件的使用流程主要包括五個步驟:數(shù)據(jù)采集、模型構(gòu)建、參數(shù)校準、仿真運行和結(jié)果分析。前期需要收集交通網(wǎng)絡信息和交通流數(shù)據(jù),并在VISSIM中搭建仿真模型,反復調(diào)整參數(shù)直至模型能夠準確模擬現(xiàn)實情況。然后進行仿真運行并分析輸出結(jié)果,為后續(xù)交通規(guī)劃和優(yōu)化提供決策支持。VISSIM仿真軟件的主要界面VISSIM仿真軟件的主要界面包含多個功能窗口和工具欄,可完成從網(wǎng)絡幾何、交通參數(shù)設置到動態(tài)仿真及結(jié)果分析的全流程操作。界面設計簡潔直觀,方便交通規(guī)劃師高效開展仿真分析工作。主要界面包括:網(wǎng)絡編輯器、交通流參數(shù)設置器、信號控制設計器、結(jié)果分析器等。各功能窗口之間可靈活切換,為用戶提供全面的仿真分析工具。VISSIM中的常見網(wǎng)絡幾何建模1路網(wǎng)幾何建模在VISSIM中,可以通過手動繪制或?qū)隒AD文件等方式構(gòu)建道路網(wǎng)絡幾何。這包括添加車道、設計道路曲線、定義十字路口等基本功能。2交通標志與標線VISSIM支持添加各類交通標志和地面標線,如stop標志、減速帶、行人橫道等,以增強仿真的真實性。3高程與地形建模VISSIM可以導入數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù),從而在仿真中重現(xiàn)實際的地形特征,如坡度、橋梁等。VISSIM中的交通工具建模選擇車輛類型VISSIM提供了豐富的車輛類型選項,可滿足各種復雜的交通需求。設置車輛屬性可調(diào)整車長、寬度、高度、重量等屬性,以反映實際交通情況。分配車輛動力學根據(jù)車型選擇合適的加速度、減速度、最高速度等動力學參數(shù)。模擬多樣化車流通過設置車流組成比例,模擬城市道路上各種類型車輛的混合流向。VISSIM中的交通信號燈建模1信號燈參數(shù)設置包括周期時間、相位控制、相位切換等2信號燈幾何建模設置信號燈的位置、傾斜角度等3信號燈檢測器設置配置檢測器來監(jiān)測車輛和行人的流量4信號控制策略設置選擇適當?shù)男盘柨刂撇呗匀绻潭〞r相或感應式VISSIM中的交通信號燈建模是整個仿真模型中的關鍵部分。需要詳細設置信號燈的參數(shù)、幾何特征、檢測器以及控制策略,以反映實際交通環(huán)境的信號燈運行情況。這樣可以更準確地模擬交通流動與擁堵情況。VISSIM中的駕駛員行為模型車頭時距模型描述車輛之間的跟車行為,影響交通流的穩(wěn)定性。車道變更模型模擬駕駛員的車道變更決策,如安全距離、車速等因素。優(yōu)先規(guī)則模型描述駕駛員在特定交通情況下的行為,如轉(zhuǎn)彎、合流等。速度選擇模型模擬駕駛員根據(jù)路況、限速等因素選擇行駛速度。VISSIM中的行人行為模型1群體行為模擬行人在擁擠環(huán)境下的群體效應2個體行為模擬每個行人的決策和行動過程3情景反應根據(jù)實際情況調(diào)整行人的行為模式VISSIM軟件具備高度仿真的行人行為模型,可以模擬行人在交通環(huán)境中的各種行為特征。該模型不僅考慮了行人的群體效應,還能精細地描述每個個體的決策過程和情景反應,從而更加真實地再現(xiàn)行人在復雜環(huán)境下的行為特點。VISSIM中的公交線路與站點建模1線路設計定義公交線路的走向和站點位置2站點設置添加上下行公交站點3線路屬性設置線路名稱、發(fā)車頻率等在VISSIM中可以快速高效地建立公交線路和站點。首先需要確定公交線路的走向和站點位置。然后添加上下行公交站點并設置各項屬性,如線路名稱、發(fā)車頻率等。通過這些設置可以全面地模擬公交系統(tǒng)的運行。VISSIM中的路徑選擇模型1通行時間最短VISSIM可模擬駕駛員根據(jù)當前交通狀況選擇通行時間最短的路徑。這有助于分析道路擁堵和交通流分布情況。2偏好路徑設置用戶可自定義不同車型的偏好路徑,反映現(xiàn)實中的駕駛員傾向。這有助于模擬更真實的出行選擇。3動態(tài)路徑調(diào)整VISSIM能動態(tài)識別實時交通狀況,并根據(jù)變化實時調(diào)整駕駛員的路徑選擇。這可以更精準地模擬出行決策。VISSIM中的動態(tài)分配模型1實時性VISSIM的動態(tài)分配模型能夠根據(jù)實時的交通狀況動態(tài)調(diào)整駕駛者的路徑選擇。2復雜性該模型考慮了諸如汽車性能、駕駛員偏好、道路擁堵等多種復雜因素。3效率性動態(tài)分配模型能夠提高整體交通網(wǎng)絡的通行效率,減少擁堵。VISSIM中的仿真參數(shù)設置模擬參數(shù)設置VISSIM提供了豐富的模擬參數(shù)設置,包括交通流、信號燈控制、公交線路等,用戶可根據(jù)實際情況進行詳細配置。仿真時間設置可設置仿真的起止時間、時間步長等參數(shù),以最大程度還原實際交通狀況。輸出結(jié)果設置VISSIM提供多種仿真指標供用戶選擇,如平均車速、排隊長度等,同時支持自定義輸出內(nèi)容。VISSIM中的仿真動畫與統(tǒng)計分析VISSIM軟件提供了強大的仿真動畫功能,可以實時生成模擬場景的可視化動畫效果。動畫中可以觀察交通工具、行人以及信號燈的實時運行狀態(tài),以直觀的方式呈現(xiàn)仿真結(jié)果。同時VISSIM還提供了豐富的統(tǒng)計分析功能,可以生成各類交通指標數(shù)據(jù),如平均車速、延誤時間、排隊長度等,用于深入分析仿真結(jié)果。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)可直接輸出為報告文件。VISSIM中的仿真結(jié)果分析仿真數(shù)據(jù)統(tǒng)計VISSIM可以生成各種交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計,包括車輛密度、平均行駛速度、延誤時間等指標,幫助深入分析仿真場景的表現(xiàn)。仿真效果可視化VISSIM提供精細的仿真動畫,可以清晰觀察各類交通參與者的行為,并可針對關鍵位置設置監(jiān)測點進行數(shù)據(jù)收集。報告自動生成VISSIM擁有強大的報告生成功能,可以快速輸出包含數(shù)據(jù)統(tǒng)計、動畫截圖、分析結(jié)論等在內(nèi)的仿真報告,提高報告編寫效率。結(jié)果對比與優(yōu)化VISSIM支持多種仿真場景的對比分析,幫助用戶評估不同方案的優(yōu)劣,為交通改善方案的優(yōu)化提供依據(jù)。如何導入外部數(shù)據(jù)至VISSIM準備數(shù)據(jù)收集并整理好所需的交通數(shù)據(jù),如道路網(wǎng)絡、交通流量、信號燈控制等。導入數(shù)據(jù)在VISSIM軟件中,選擇"導入"功能,將準備好的數(shù)據(jù)導入到軟件中。網(wǎng)絡建模根據(jù)導入的數(shù)據(jù),在VISSIM中構(gòu)建交通網(wǎng)絡模型,包括道路、交叉口、交通信號等。參數(shù)校準對模型中的各項參數(shù)進行調(diào)整和校準,確保仿真結(jié)果能夠反映實際交通狀況。如何在VISSIM中編輯交通網(wǎng)絡1導入數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)源導入道路網(wǎng)絡和交通信號數(shù)據(jù)。2幾何建模在VISSIM中手動繪制和編輯道路、互通式立交、輔道等。3屬性設置調(diào)整車道寬度、坡度、限速等道路屬性參數(shù)。4拓撲優(yōu)化優(yōu)化交叉口布局、匝道長度等以提升通行效率。VISSIM提供了功能強大的交通網(wǎng)絡編輯工具,可以從外部數(shù)據(jù)源導入道路網(wǎng)絡,在軟件內(nèi)部進行細致的幾何設計和屬性調(diào)整,并進行網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化,最終構(gòu)建出高度貼近現(xiàn)實的仿真場景。如何在VISSIM中設置交通信號燈1選擇信號燈在VISSIM中選擇合適的交通信號燈類型2設置信號燈參數(shù)調(diào)整信號燈的周期、相位等參數(shù)3鏈接交通網(wǎng)絡將信號燈與道路網(wǎng)絡連接起來4優(yōu)化控制策略根據(jù)實際情況優(yōu)化信號燈的控制策略在VISSIM中設置交通信號燈需要經(jīng)過幾個步驟:首先選擇合適的信號燈類型,如此路燈、人行橫道燈等;其次設置信號燈的各項參數(shù),如控制策略、信號周期等;然后將信號燈連接到道路網(wǎng)絡上;最后根據(jù)仿真結(jié)果不斷優(yōu)化信號燈的控制策略,提高交通系統(tǒng)的運行效率。如何在VISSIM中設置公交線路1線路規(guī)劃確定公交線路的起止點和沿途站點2站點設置標記公交站點位置和相關屬性3時間表設置設置公交車的發(fā)車間隔和行駛時間在VISSIM中模擬公交系統(tǒng)的運營狀況,需要依次進行線路規(guī)劃、站點設置和時間表設置。線路規(guī)劃是確定公交線路的起止點和沿途站點,站點設置是標記公交車的?？课恢煤拖嚓P屬性,時間表設置是決定公交車的發(fā)車間隔和行駛時間。經(jīng)過這三個步驟,就可以在VISSIM中建立完整的公交線路模型。如何在VISSIM中設置駕駛員行為駕駛員行為模型VISSIM提供多種駕駛員行為模型,如Wiedemann74、Wiedemann99等,可根據(jù)實際情況選擇合適的模型。參數(shù)設置每種駕駛員行為模型都有相應的參數(shù),如期望速度、車頭時距等,需要根據(jù)實際情況進行校準和調(diào)整。行為編輯VISSIM允許用戶直接編輯駕駛員行為參數(shù),并可設置不同類型車輛的行為特點。仿真驗證通過仿真運行和實際觀測,不斷優(yōu)化駕駛員行為模型參數(shù),使其更好地反映實際情況。如何在VISSIM中設置行人行為1行人網(wǎng)絡設置在VISSIM中,首先需要建立行人通道網(wǎng)絡,包括行人道路、樓梯、天橋等。2行人屬性設置可設置行人的行走速度、方向偏好、社交距離等,模擬真實的行人行為。3信號燈與交叉口對于設置在行人網(wǎng)絡上的信號燈和交叉口,需要配置行人過街時序與規(guī)則。如何在VISSIM中設置路徑選擇1路徑選擇設置根據(jù)車輛的目的地設置合理的路徑2基于行為的模型考慮駕駛員的行為偏好和決策過程3動態(tài)分配算法采用動態(tài)規(guī)劃的方式計算最優(yōu)路徑VISSIM中的路徑選擇模型可以根據(jù)車輛的發(fā)車點、目的地和交通狀況,使用動態(tài)分配算法計算出最優(yōu)路徑。同時還可以考慮駕駛員的行為偏好,如對某些路段的傾向性等,從而更好地模擬實際的路徑選擇行為。如何在VISSIM中設置動態(tài)分配1選擇模型選擇合適的動態(tài)分配模型2設置參數(shù)配置模型所需的各項參數(shù)3設置路徑定義交通流的可選路徑4結(jié)果分析觀察仿真結(jié)果并進行評估在VISSIM中設置動態(tài)分配模型主要包括四個步驟:首先需要選擇合適的動態(tài)分配模型,比如基于靜態(tài)OD矩陣的Wardrop均衡模型或基于交通路徑成本的動態(tài)分配模型;其次需要配置模型所需的各項參數(shù),如OD矩陣、路徑選擇參數(shù)等;第三步是定義交通流的可選路徑;最后需要觀察仿真結(jié)果,并根據(jù)實際需求進行調(diào)整。如何在VISSIM中進行仿真運行11.設置仿真參數(shù)根據(jù)交通網(wǎng)絡情況選擇合適的時間步長、觀察期等參數(shù)22.啟動仿真計算點擊"運行"按鈕開始模擬交通流動33.監(jiān)控仿真過程實時查看動畫效果和仿真數(shù)據(jù)指標44.保存仿真結(jié)果導出相關報告和統(tǒng)計數(shù)據(jù)以供后續(xù)分析在VISSIM中進行仿真運行需要經(jīng)過四個主要步驟:首先根據(jù)交通網(wǎng)絡的具體情況設置合適的模擬參數(shù),如時間步長和觀察期等;接下來點擊"運行"按鈕啟動仿真計算;在模擬過程中可實時監(jiān)控動畫效果和數(shù)據(jù)指標;最后將仿真結(jié)果導出保存以供進一步分析。這些步驟確保了VISSIM仿真的有效性和準確性。如何在VISSIM中分析仿真結(jié)果1統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析VISSIM生成豐富的統(tǒng)計數(shù)據(jù),如車輛速度、密度、延遲時間等,可深入分析交通狀況。2網(wǎng)絡表現(xiàn)指標借助VISSIM,可計算關鍵的網(wǎng)絡表現(xiàn)指標,如平均行程時間、排隊長度、通行能力等。3動態(tài)模擬分析可視化的仿真動畫,可直觀反映交通流變化情況,有助于分析交通問題的根源。VISSIM仿真的優(yōu)勢與局限性仿真細節(jié)VISSIM可以提供精細的交通仿真細節(jié),模擬各種復雜的交通場景。時間效率VISSIM可以快速進行交通仿真,節(jié)省現(xiàn)場測試的時間成本。分析能力VISSIM提供了全面的交通指標分析,為交通規(guī)劃提供科學依據(jù)。局限性VISSIM仍然難以完全反映真實世界的復雜交通情況,需要進一步改進。VISSIM仿真軟件未來發(fā)展趨勢增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實應用未來VISSIM可能會與AR/VR技術深度融合,為用戶提供身臨其境的交通仿真體驗。人工智能驅(qū)動的交通模擬基于機器學習和深度學習的交通行為建模將提高VISSIM的仿真精度和可靠性。