基于VISSIM平台的复杂立交桥交通环境仿真报告资料

-1-目录一、立项背景........................................................................-1-二、Vissim简介...................................................................-2-三具体工作..........................................................................-3-3.1准备资料....................................................................-3-3.2建模步骤....................................................................-6-3.3.交通车辆属性定义..................................................-11-3.4交通构成..................................................................-13-3.5路线选择与转向......................................................-15-3.6评价..........................................................................-16-3.7、仿真.......................................................................-30-四、评价结论......................................................................-31--1-基于VISSIM平台的复杂立交桥交通环境仿真报告一、立项背景随着中国经济的快速发展国家城镇化的建设逐渐加快，人民生活水平逐渐提高为满足出行的要求家用轿车的数量逐渐增加，许多大中型城市的道路已不能满足交通的需要，交通拥堵现象日益严重，尤其是在平面交叉口的位置常常造成较长的时间延误。为改善这一状况许多大中型城市的交通要道和高速公路上兴建了一大批立交桥，用空间隔离的方法消除道路平面交叉的冲突点，使两条交叉道路的车辆能够方便和快速的通过交叉口，减少平面交叉带来的交通延误。并且城市环线与高速公路网的联结也必须通过大型互通式立交进行分流和引导，保证交通的畅通。城市立交桥已成为现代化城市的重要标志。像北京、上海等大型城市立交系统已较为完善，但像秦皇岛等小中型的二三线城市立交桥才刚刚开始。比较幸运的是随着我国经济的快速发展科学技术也突飞猛进，交通仿真系统近些年也得到了快速的发展。Vissim作为一种微观、基于时间间隔和驾驶行为的仿真建模工具，用以建模和分析各种交通条件下，城市交通和公共交通的运行状况，是评价交通工程设计和城市规划方案的有效工具。为了更好地研究立交桥的通行能力和服务水平，我们希望通过利用VISSIM建立立交桥的仿真模型。通过得到的各种交通统计数据,对各种交通条件下立交桥的运行情况进行分析，从而找出更好的立交形-2-式，充分利用道路的立体空间，为缓解城市交通压力，解决交通拥堵问题提供有效途径。二、Vissim简介2.1Vissim是解决各种交通问题的有力工具，主要应用包括①公交优先信号控制逻辑的设计、评价和调整。②对于有协调和感应信号控制的路网内交通控制的评价和优化。③城市道路网中轻轨建设项目的可行性及其影响评价。④分析慢速交通交织区⑤对比分析交通设计方案，包括信号控制交叉口和停车标志控制交叉口、环交和立交的设计。⑥轻轨和公共汽车系统的综合站点布局的容量评价和管理评价。⑦通过vissim评价公共汽车优先解决方案，如插队、港湾停靠站和公交专用车道。⑧使用嵌入式动态交通分配模型，解决行驶路径选择的相关问题，如不确定信号的影响对于中等城市而言交通流分向路网临近区域的可能性。2.2交通仿真模型Vissim有交通仿真器和信号状态产生器两部分组成，他们之间通过接口交换检测器数据和信号状态信息。Vissim既可以在线生成可视化的交通运行状况，也可以离线输出各种统计数据，如：形成时间、排队长度等。具体的交流过程如下图所示-3-图2.2.1交通仿真器和信号状态产生器之间的交流三具体工作3.1准备资料：山东堡立交桥整体情况如图3.1.1所示，山东堡大桥跨越铁路、岭前街、桥下合流车道，最终于河滨路合流。分析交叉口测算行驶时间分析排队分析跟车模型网络中的微观跟车模型检测器数值信号显示交通工具交通控制—固定时间—动态感应控制信号控制器-4-图3.1.1山东堡立交桥卫星视图交通调查（交通量与通行能力）交通量是指道路在某一定时间段内实际通过的车辆数，当道路上的交通量接近或等于设计通行能力时，就会出现交通拥挤或堵塞停滞现象。通行能力是道路在一定条件下单位时间内所能通过的车辆的极限数量，研究道路的通行能力，对于现有道路功能的评价，确定道路改建方案，改进交通和控制方式，规划新建道路及选择交叉口形式等都具有重要意义。通过对实际交通量的调查与设计交通量的对比，我们能对道路的通行能力进行初步评价。岭前街优化匝道-5-为此，我们实验小组与2012年5月份和8月份，两次各一小时对此次研究对象山东堡立交桥进行交通调查。为了称呼方便，将各出入口名称简化为数字代替，具体见图3.1.2。每个进口安排2人分别统计左转、直行、右转机动车交通量,每10min小计一次;由于人员限制,未安排人员统计驶出交通量,所以整个交叉口共安排10人统计交通量（河滨路（5,6）由于交通量较小，仅安排了两名同学）。此次调查分别设计了交叉口机动车与非机动车交通量观测表(表格从略)，调查得到的原始数据汇总及处理结果见图3.1.3,并据此分别绘制出交叉口机动,图3.1.2各交叉口数字代-6-0200400600800123456交通量组成小车中车大车图3.1.3各路口交通量组成可推之大型车率最大6.9％，中型车率最大达6％，故小型车率87.1％，右转流量25％（其中滨海大道与岭前街的右转流量接近35%），直行车辆占75%。CAD底图设计（如图3.1.1）及卫星视图准备3.2建模步骤：1.新建文件建立“E/vissim/山东堡立交桥”文件夹。将需要导入的底图文件“山东堡立交桥”拷贝到新建的“山东堡立交桥”文件夹内。从桌面图标选择vissim打开交通仿真系统。2.导入底图在菜单栏中依次选择view→background→edit，弹出“backgroundelect”对话框123456小车580600103125132145中车40361344大车46431579-7-点“load”导入CAD底图，然后关闭对话框。在菜单栏里点击（showentirenetwork）即可显示整个路网。3.设置比例尺由于主桥是双向四车道行驶，每天车道宽度3.50米，在不考虑非机动车、行人对交通运行的影响的前提下，我们取桥宽为15米，在菜-8-单栏中依次选择view→background→edit，选择scale，光标即变为尺子形状，用光标在底图上点取主桥宽度，在弹出的对话框中输入15，就能把底图按照一定的比例输入建模系统中。4.路网的建立VISSIM路网编码的第一步工作是描绘路段轨迹，找出出入交叉口的所有道路，确定进口以及交叉口内的车道数。每条道路表示为一个路段，从主要道路开始编码。路段上的车道数始终保持恒定，若车道数发生变化，必须重新建立一个路段。如果要改变已有路段上的车道数，依次选择：编辑→打断路段，在车道数变化位置打断路段（默认快捷键为F8）。建模技巧：►创建一条单向路段并调整曲率，然后利用生成相反方向选项，创建一个具有相似形状的反向路段。►连接器（而不是路段）可用来建模转向车流。►路段不应在交叉口转弯，而应该延伸到交叉口中央（如果是“直达路段”，不允许不同数量的车道数）。以下以1==2路段建立为例：点击（links&connectors）按钮，在底图上用鼠标右键划过1、2两点得到一条直线路段，（由于1,2两点中间有车道的分流即高程的变化，依次需在变化处断开，方便后期设置路段连接和高程设置，各起始点高度也要分别设置）在弹出的对话框中输入车道数（No.oflanes）“2”车道宽带（lanewidth）设为3.50米，高度（height）-9-输入为起始高度10米，终点高度设为0米，选中RecalculatesplinepointHeight选项，即可在沿程将高程等分。再依次建立各路段即可。路段连接：VISSIM路网是由相互连接的路段组成的，路段之间需要通过连接器实现连接。没有连接器的话，车辆是不能从一条路段换到另一条路段。此外，连接器也可以模拟交叉口处的转向关系。我们一般将连接器设置在高程变化处或者是在有交叉口的位置。在起点路段或终点路段内改变连接器位置的步骤：①按车辆行驶方向点击连接器②在路段的末端右击脱至下一路段的起点松开鼠标显示如上图所示的页面③以此方法建立其他的连接器，从而形成从1到2的路段-10-④双击刚刚建立的路段显示如下图所示的页面⑤将Generateoppositedirection前的方块打钩，点击ok生成反向曲线⑥重复步骤4和5依次生成其他的路段⑦重复1和2连接新生成的路线最终形成从1到2的方向路线⑧按照此方法将路网建立完毕，如下图所示。-11-3.3.交通车辆属性定义为了能够真实地反映出交通的随机性本质，大多数的交通属性分布采用经验或随机数据进行定义。为此，依次选择：BaseData→Distribution，如下图，即可定义所有属性所有的分布。目标车速分布交通构成中，每种车辆类型都可以定义目标车速的随机分布。依次选择：BaseData→Distribution→DesiredSpeed…，打开期望车速分布窗口。如下图所示。通过Edit…键可以编辑VISSIM软件提供的缺省速度分布特性通过New…键可以自己定义新的速度分布特性-12-选择Edit键，将弹出图所示的对话框：图3.3.1期望车度分布特性在图表上方的两个文本框内输入目标车速分布的两个最值（左侧为最小值，右侧为最大值）。在空白处输入最小速度和最大速度后，下面区域会出现一条直线。在这条直线上单击鼠标右键，直线上会增加一个节点，将鼠标指针移到节点上，按住鼠标左键，可以拖动节点来完成速度分布情况。本次试验中，对于小车我们取最大速度为60km/h,最小速度取40km/h，对于大车，我们取最大速度为40km/h,最小速度取20km/h。此实例中，车辆的重量，功率，颜色对运行结果影响不大，故而忽略其设置。目标车速决策选择目标车速决策点模式。选择需要设置目标车速决策点的路段/连接器。在目标位置点击鼠标右键，打开创建目标车速决策点窗口，见图-13-3.3.2针对通过该路段/连接器的每一车辆类别定义合适的车速分布。点击确定。对于多车道路段，需要为每一条车道分别定义目标车速决策点。图3.3.2目标车速决策点窗口注意：目标车速决策点定义了车速发生变化的起点。通过目标车速决策点后，车辆进行加速或减速。根据当前车速，车辆将在下游的某一点达到目标车速。对于没有进行定义的车辆，在其通过目标车速决策点的前后，车速将不发生变化。3.4交通构成交通构成是对进入VISSIM路网的每一股交通流构成的定义。注意：公交线路上的交通构成需要单独定义。交通构成是VISSIM输入交通流量的一个组成部分，需要在定义输入-14-交通流量之前对其进行定义，行人流量也可以定义为一种交通构成。依次选择：TrafficComposition…，定义输入交通流量的交通构成，如图。交通构成包括一种或多种车辆类型及其在输入交通流量中所占的相对比例，以及希望车速分布的列表。依次输入各