一種一體化城市動態(tài)交通仿真平臺的構(gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及虛擬仿真領(lǐng)域，尤其是一種一體化城市動態(tài)交通仿真平臺的構(gòu)建方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 交通仿真具有經(jīng)濟、安全、可重復、易用、可控制、快速真實和可拓展等特點，目前 已成為城市交通分析、設(shè)計、運行和評價系統(tǒng)的重要工具。根據(jù)對交通系統(tǒng)描述的細節(jié)程 度不同，交通仿真模型可W分為宏觀、中觀和微觀=種。其中，宏觀模型能夠分析和重現(xiàn)交 通流的宏觀特性，適合于大范圍的路網(wǎng)靜態(tài)分析，但模型的靈活性和描述能力較為有限；中 觀模型能夠近似地描述車輛的車道變換等行為，適合于大中型路網(wǎng)的動態(tài)分析，但模型對 關(guān)鍵節(jié)點的仿真精度不足；微觀模型能夠細致地描述交通系統(tǒng)中每輛車的駕駛行為及其相 互作用，但其運算速度及內(nèi)存需求隨著車輛數(shù)的增加而增加，不適于做大范圍的路網(wǎng)仿真。 =種仿真模型具有不同的仿真原理及應(yīng)用范圍，因此現(xiàn)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臺，例如基于化be建立宏觀分析平臺、基于Integration建 立中觀分析平臺、基于Vissim建立微觀分析平臺等，由于各仿真平臺的路網(wǎng)及數(shù)據(jù)無法共 享，造成了仿真路網(wǎng)的重復建模工作W及數(shù)據(jù)資源的浪費。而且，目前的交通仿真平臺的參 數(shù)標定方法大多是基于微觀仿真模型的參數(shù)標定法，雖能提高仿真精度，但其運行速度慢 且路徑分析功能較弱。
[0003] 此外，隨著城市智能交通系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，交通數(shù)據(jù)的采集范圍、廣度和 深度逐漸增加，目前正形成W微波、線圈、地磁、視頻等交通流檢測數(shù)據(jù)、交通信號控制系統(tǒng) 數(shù)據(jù)、地理信息系統(tǒng)和其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)W及信息服務(wù)數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)的交通數(shù)據(jù)。如何挖掘 該些多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的潛在價值并為城市交通系統(tǒng)的正常、高效運行提供可靠支持已經(jīng)成為 新時代交通管理的關(guān)鍵。目前的交通仿真平臺仍需通過人工處理的方式將外部動靜態(tài)交通 數(shù)據(jù)（交通流量檢測器和交通信號控制系統(tǒng)）轉(zhuǎn)化為仿真平臺的數(shù)據(jù)，效率較低且難W實 時更新數(shù)據(jù)。
[0004] 目前國內(nèi)外學者對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的交通應(yīng)用做了一些的探討和研究，但應(yīng)用宏中 微觀一體化的交通仿真研究基本上沒有，然而宏中微一體化仿真技術(shù)綜合考慮各種模型的 優(yōu)缺點，具有廣泛的應(yīng)用范圍和前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是；提供一種應(yīng)用范圍廣、效率高、路徑分 析功能強和能實時更新數(shù)據(jù)的，一體化城市動態(tài)交通仿真平臺的構(gòu)建方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種一體化城市動態(tài)交通仿真平臺的構(gòu)建方法，包括：
[000引S1、構(gòu)建仿真平臺的基礎(chǔ)路網(wǎng)和交通小區(qū)，并獲取交通小區(qū)的0D出行矩陣；
[0009] S2、專用接口工具直接導入流量檢測器的流量數(shù)據(jù)，并根據(jù)映射關(guān)系將交通流量 檢測器的流量賦值給仿真平臺的相應(yīng)路段；
[0010] S3、進行仿真平臺的宏觀模型參數(shù)標定；
[0011] S4、根據(jù)0D出行矩陣和交通流量檢測器的流量值進行0D矩陣反推；
[0012] S5、判斷0D出行矩陣的反推結(jié)果是否符合流量要求，若是，則執(zhí)行步驟S6,反之， 則在進行路網(wǎng)和路段流量優(yōu)化調(diào)整之后返回步驟S4 ;
[0013] S6、根據(jù)仿真的精度要求對仿真平臺的路段及交叉口的宏觀、中觀及微觀該=種 仿真模型進行設(shè)置；
[0014] S7、專用接口工具直接讀入交通信號控制系統(tǒng)的控制數(shù)據(jù)，并根據(jù)交通信號控制 系統(tǒng)與仿真平臺交叉口的對應(yīng)關(guān)系將信號控制系統(tǒng)的信號控制方案轉(zhuǎn)化為仿真平臺的控 制方案；
[0015] S8、通過分析中觀、微觀仿真模型的參數(shù)，選定敏感性大的參數(shù)進行中微觀參數(shù)標 定；
[0016] S9、通過動態(tài)交通分配方法確定0D出行矩陣中各0D點對的最優(yōu)出行路徑；
[0017] S10、根據(jù)0D點對的最優(yōu)出行路徑進行車流仿真，并判斷仿真結(jié)果符合要求，若 是，則完成仿真平臺的構(gòu)建操作；反之，則在對0D出行矩陣進行修改和對路網(wǎng)進行優(yōu)化后 返回步驟S9。
[0018] 進一步，所述步驟S1，其包括：
[0019] S11、根據(jù)GIS、互聯(lián)網(wǎng)航拍圖和街景地圖數(shù)據(jù)構(gòu)建仿真平臺的基礎(chǔ)路網(wǎng)；
[0020] S12、根據(jù)城市的±地利用性質(zhì)、人口及就業(yè)數(shù)據(jù)劃分交通小區(qū)，然后對各交通小 區(qū)創(chuàng)建包含新建屬性的型屯、點，并將型屯、點與交通小區(qū)周邊的道路進行連接，形成交通小 區(qū)的型屯、連桿，所述各個型屯、點的新建屬性用于與交通小區(qū)的實際編號相匹配；
[0021] S13、根據(jù)型屯、點新建交通小區(qū)的0D出行矩陣，并W經(jīng)歷史出行調(diào)查得到的0D矩 陣或其它宏觀仿真平臺的0D矩陣作為該0D出行矩陣的初始值，所述0D出行矩陣的行列屬 性值設(shè)置為型屯、點的新建屬性值。
[0022] 進一步，所述步驟S3,其具體為：
[0023] 針對仿真平臺中不同等級的道路分別設(shè)置其通行能力和自由流速度值，并標定各 個等級的道路流量-速度關(guān)系模型的參數(shù)值a、0，所述流量-速度關(guān)系模型的計算公式 為：
[0024] V=V[l+a(Q/C)日]，
[0025] 其中，V為路段交通量為Q時的行駛車速，V。為自由流狀態(tài)下行駛車速，C為路段 的通行能力，a、P是流量-速度關(guān)系模型的待標定參數(shù)。
[0026] 進一步，所述步驟S5,其具體為：
[0027] 根據(jù)均方平均誤差、均方平均誤差百分比和相關(guān)系數(shù)指標判斷0D矩陣的反推結(jié) 果是否符合流量要求，若是，則執(zhí)行步驟S6,反之，則在分析基礎(chǔ)路網(wǎng)和路段存在問題的原 因并做調(diào)整優(yōu)化之后返回步驟S4,直到均方平均誤差、均方平均誤差百分比和相關(guān)系數(shù)指 標符合要求為止。
[0028] 進一步，所述步驟S7,其包括：
[0029] S71、建立仿真平臺與信號控制系統(tǒng)的交叉口對應(yīng)關(guān)系；
[0030] S72、專用接口工具分別讀取仿真平臺與的控制系統(tǒng)對應(yīng)交叉口的數(shù)據(jù)；
[0031] S73、判斷仿真平臺與的控制系統(tǒng)對應(yīng)交叉口的數(shù)據(jù)是否完全匹配，若是，則直接 讀取信號控制系統(tǒng)的配時方案，反之，則在將不匹配的交叉口數(shù)據(jù)修改到匹配之后讀取信 號控制系統(tǒng)的配時方案；
[0032] S74、根據(jù)信號控制系統(tǒng)的配時方案按仿真平臺的格式生成仿真平臺信號配時文 件；
[0033] S75、將仿真平臺信號配時文件導入到仿真平臺。
[0034] 進一步，所述步驟S8,其包括：
[00巧]S81、對中觀、微觀仿真模型分別進行原理分析和參數(shù)梳理，初步選出擬標定參數(shù) 集合；
[0036] S82、選取所需的評價指標；
[0037] S83、根據(jù)選取的評價指標采用控制變量法對擬標定參數(shù)集合進行敏感性分析，并 W敏感性大的參數(shù)作為需標定參數(shù)；
[0038] S84、對需標定參數(shù)進行仿真試驗和分析，確定需標定參數(shù)的參數(shù)值及參數(shù)組合。
[0039] 進一步，所述步驟S83,其具體為：
[0040] 改變擬標定參數(shù)集合中任一個參數(shù)的數(shù)值而保持其它的參數(shù)不變，根據(jù)選取的評 價指標運行仿真并做評價指標的結(jié)果分析，判斷評價指標的變化相對于調(diào)整前的變化幅度 是否大于預設(shè)的變化闊值，若是，則表明該參數(shù)為敏感性大的參數(shù)，需做參數(shù)的標定；反之， 則說明該參數(shù)為敏感性小的參數(shù)，不需要做參數(shù)的標定，最終得到擬標定參數(shù)集合中所有 的需標定