一种一体化城市动态交通仿真平台的构建方法技术

本发明专利技术公开了一种一体化城市动态交通仿真平台的构建方法，将宏观、中观和微观模型集合在一个一体化仿真平台中，实现了路网及数据的共享，减少了重复建模工作和数据资源的浪费，效率更高，应用范围更广；引入了基于中观仿真模型的参数标定法，与基于微观仿真模型的参数标定法相比，建模工作量更小、运行速度更快和路径分析功能更强；增设了专用接口工具，能直接导入流量数据或直接读入交通信号控制系统的控制数据，并自动将导入或读入外部动静态交通数据转化为仿真平台的数据，减少了人工的参与，能实时更新交通数据且进一步提高了效率。本发明专利技术可广泛应用于虚拟仿真领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及虚拟仿真领域，尤其是一种一体化城市动态交通仿真平台的构建方 法。
技术介绍
交通仿真具有经济、安全、可重复、易用、可控制、快速真实和可拓展等特点，目前 已成为城市交通分析、设计、运行和评价系统的重要工具。根据对交通系统描述的细节程 度不同，交通仿真模型可W分为宏观、中观和微观=种。其中，宏观模型能够分析和重现交 通流的宏观特性，适合于大范围的路网静态分析，但模型的灵活性和描述能力较为有限；中 观模型能够近似地描述车辆的车道变换等行为，适合于大中型路网的动态分析，但模型对 关键节点的仿真精度不足；微观模型能够细致地描述交通系统中每辆车的驾驶行为及其相 互作用，但其运算速度及内存需求随着车辆数的增加而增加，不适于做大范围的路网仿真。 =种仿真模型具有不同的仿真原理及应用范围，因此现有的城市交通仿真往往是基于不同 的交通模型建立不同的仿真平台，例如基于化be建立宏观分析平台、基于Integration建 立中观分析平台、基于Vissim建立微观分析平台等，由于各仿真平台的路网及数据无法共 享，造成了仿真路网的重复建模工作W及数据资源的浪费。而且，目前的交通仿真平台的参 数标定方法大多是基于微观仿真模型的参数标定法，虽能提高仿真精度，但其运行速度慢 且路径分析功能较弱。 此外，随着城市智能交通系统建设规模的不断扩大，交通数据的采集范围、广度和 深度逐渐增加，目前正形成W微波、线圈、地磁、视频等交通流检测数据、交通信号控制系统 数据、地理信息系统和其它系统数据W及信息服务数据等多源异构的交通数据。如何挖掘 该些多源异构数据的潜在价值并为城市交通系统的正常、高效运行提供可靠支持已经成为 新时代交通管理的关键。目前的交通仿真平台仍需通过人工处理的方式将外部动静态交通 数据（交通流量检测器和交通信号控制系统）转化为仿真平台的数据，效率较低且难W实 时更新数据。 目前国内外学者对多源异构数据的交通应用做了一些的探讨和研究，但应用宏中 微观一体化的交通仿真研究基本上没有，然而宏中微一体化仿真技术综合考虑各种模型的 优缺点，具有广泛的应用范围和前景。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是；提供一种应用范围广、效率高、路径分 析功能强和能实时更新数据的，一体化城市动态交通仿真平台的构建方法。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： -种一体化城市动态交通仿真平台的构建方法，包括：[000引S1、构建仿真平台的基础路网和交通小区，并获取交通小区的0D出行矩阵； S2、专用接口工具直接导入流量检测器的流量数据，并根据映射关系将交通流量 检测器的流量赋值给仿真平台的相应路段； S3、进行仿真平台的宏观模型参数标定； S4、根据0D出行矩阵和交通流量检测器的流量值进行0D矩阵反推； S5、判断0D出行矩阵的反推结果是否符合流量要求，若是，则执行步骤S6,反之， 则在进行路网和路段流量优化调整之后返回步骤S4 ; S6、根据仿真的精度要求对仿真平台的路段及交叉口的宏观、中观及微观该=种 仿真模型进行设置； S7、专用接口工具直接读入交通信号控制系统的控制数据，并根据交通信号控制 系统与仿真平台交叉口的对应关系将信号控制系统的信号控制方案转化为仿真平台的控 制方案； S8、通过分析中观、微观仿真模型的参数，选定敏感性大的参数进行中微观参数标 定； S9、通过动态交通分配方法确定0D出行矩阵中各0D点对的最优出行路径； S10、根据0D点对的最优出行路径进行车流仿真，并判断仿真结果符合要求，若 是，则完成仿真平台的构建操作；反之，则在对0D出行矩阵进行修改和对路网进行优化后 返回步骤S9。 进一步，所述步骤S1，其包括： S11、根据GIS、互联网航拍图和街景地图数据构建仿真平台的基础路网； S12、根据城市的±地利用性质、人口及就业数据划分交通小区，然后对各交通小 区创建包含新建属性的型屯、点，并将型屯、点与交通小区周边的道路进行连接，形成交通小 区的型屯、连杆，所述各个型屯、点的新建属性用于与交通小区的实际编号相匹配； S13、根据型屯、点新建交通小区的0D出行矩阵，并W经历史出行调查得到的0D矩 阵或其它宏观仿真平台的0D矩阵作为该0D出行矩阵的初始值，所述0D出行矩阵的行列属 性值设置为型屯、点的新建属性值。 进一步，所述步骤S3,其具体为： 针对仿真平台中不同等级的道路分别设置其通行能力和自由流速度值，并标定各 个等级的道路流量-速度关系模型的参数值a、0，所述流量-速度关系模型的计算公式 为： V=V， 其中，V为路段交通量为Q时的行驶车速，V。为自由流状态下行驶车速，C为路段 的通行能力，a、P是流量-速度关系模型的待标定参数。 进一步，所述步骤S5,其具体为： 根据均方平均误差、均方平均误差百分比和相关系数指标判断0D矩阵的反推结 果是否符合流量要求，若是，则执行步骤S6,反之，则在分析基础路网和路段存在问题的原 因并做调整优化之后返回步骤S4,直到均方平均误差、均方平均误差百分比和相关系数指 标符合要求为止。 进一步，所述步骤S7,其包括： S71、建立仿真平台与信号控制系统的交叉口对应关系； S72、专用接口工具分别读取仿真平台与的控制系统对应交叉口的数据； S73、判断仿真平台与的控制系统对应交叉口的数据是否完全匹配，若是，则直接 读取信号控制系统的配时方案，反之，则在将不匹配的交叉口数据修改到匹配之后读取信 号控制系统的配时方案； S74、根据信号控制系统的配时方案按仿真平台的格式生成仿真平台信号配时文 件； S75、将仿真平台信号配时文件导入到仿真平台。 进一步，所述步骤S8,其包括：S81、对中观、微观仿真模型分别进行原理分析和参数梳理，初步选出拟标定参数 集合； S82、选取所需的评价指标； S83、根据选取的评价指标采用控制变量法对拟标定参数集合进行敏感性分析，并 W敏感性大的参数作为需标定参数； S84、对需标定参数进行仿真试验和分析，确定需标定参数的参数值及参数组合。 进一步，所述步骤S83,其具体为： 改变拟标定参数集合中任一个参数的数值而保持其它的参数不变，根据选取的评 价指标运行仿真并做评价指标的结果分析，判断评价指标的变化相对于调整前的变化幅度 是否大于预设的变化阔值，若是，则表明该参数为敏感性大的参数，需做参数的标定；反之， 则说明该参数为敏感性小的参数，不需要做参数的标定，最终得到拟标定参数集合中所有 的需标定当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化城市动态交通仿真平台的构建方法，其特征在于：包括：S1、构建仿真平台的基础路网和交通小区，并获取交通小区的OD出行矩阵；S2、专用接口工具直接导入流量检测器的流量数据，并根据映射关系将交通流量检测器的流量赋值给仿真平台的相应路段；S3、进行仿真平台的宏观模型参数标定；S4、根据OD出行矩阵和交通流量检测器的流量值进行OD矩阵反推；S5、判断OD出行矩阵的反推结果是否符合流量要求，若是，则执行步骤S6，反之，则在进行路网和路段流量优化调整之后返回步骤S4；S6、根据仿真的精度要求对仿真平台的路段及交叉口的宏观、中观及微观这三种仿真模型进行设置；S7、专用接口工具直接读入交通信号控制系统的控制数据，并根据交通信号控制系统与仿真平台交叉口的对应关系将信号控制系统的信号控制方案转化为仿真平台的控制方案；S8、通过分析中观、微观仿真模型的参数，选定敏感性大的参数进行中微观参数标定；S9、通过动态交通分配方法确定OD出行矩阵中各OD点对的最优出行路径；S10、根据OD点对的最优出行路径进行车流仿真，并判断仿真结果符合要求，若是，则完成仿真平台的构建操作；反之，则在对OD出行矩阵进行修改和对路网进行优化后返回步骤S9。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓兴栋，韦栋，周志华，佘文晟，熊文华，郑淑鉴，
申请(专利权)人：广州市交通规划研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44