交通规划中几种常用软件

第10章交通规划中几种常用软件交通模型-数据-交通软件(Model-Data-Application)交通模型是出行规律的理论描述形式之一，是抽取了实际问题主要特征、规律的理论概括；数据是用以标定交通模型的必要元素，它决定了交通模型的实际应用效果。交通软件隶属于应用层面，是连接理论模型、交通数据和交通网络(工程实践)之间的纽带，是实现各种交通模型应用的必要计算机辅助手段。一、STRADA二、CUBE(TRIPS)三、TransCAD四、PARAMICS五、PTV-Vision六、EMME/2七、TranStar……交通规划软件的一般功能：一、网络建模(editer):节点、线段的生成、修改、删除、显示，与后台数据库的动态链接，形成不同年份、不同交通方式的网络，不同方案的生成。小区划分，小区内经济社会指标统计，现状交通数据(断面交通量、OD交通量)。二、交通需求预测：四阶段法、交通流模拟生成交通量、发生与吸引交通量、分布交通量、交通方式划分交通量、交通流分配。三、方案评价：交通量、负荷度、平均行驶车速、平均出行距离、断面OD交通量、……一、STRADA(JICASystemforTRAfficDemandAnalysis)日本对外援助机构(JICA-JapanInternationalCooperationAgency)发展中国家道路建设援助项目使用网址：联系人：[e-mail]开发商：英特尔技术研究所子系统：1.数据输入、输出、编辑子系统2.出行模型子系统3.交通网络建模子系统4.数据显示子系统5.交通流分配计算子系统功能：1.四阶段预测2.图示化建模与显示3.彩色打印国圆圆圆·····二、CubeTRIPS(TRIpPlanningSystem)（一）公共交通模型１．基本原理(1)交通网络路面公交、轻轨、地铁、城市铁路、枢纽节点、换乘、步行接近与离去。(2)交通服务特快、大站快车、票价、换乘优惠、换乘时间、速度、频度、运力、费率设置。(3)公交模型分配Logit模型、多径路分配公交子方式模型O-D间，利用公交的出行比例取决于出行时间。先决定不同的交通方式，后决定同一交通方式中的不同线路。乘车模型对同一交通方式中的不同线路的选择，取决于服务频率。下车模型在选择了公交的前提下，决定下车站点。票价时间价值（二）公交模型参数的标定1.综合出行时间（t）ttttc实际出行时间票价的时间当量tt1tw2ta3tvntbmtm到站时间等候时间乘车时间上车时间tc(NCDF)60/VOT换乘时间上车次数基本票价乘车距离2.公交分配模型3.公交模型参数的标定与校核2.公交分配模型先分配公交主方式，如轨道和公共电汽车，然后再地铁、轻轨、市郊铁路。3.公交模型参数的标定与校核参数确定校核应用TransCAD是由美国Caliper公司开发的、应用于交通规划的GIS软件。Caliper公司成立于1983年，总部位于美国马萨诸塞州牛顿市，主要从事地理信息系统及交通运输软件的研发。Caliper在交通运输领域最成功的产品是交通规划软件TransCAD。三、TransCAD软件TransCAD提供：功能强大的GIS系统，可完成各种交通规划任务为交通规划而开发设计的地图处理工具和可视化工具需求预测与分析，经营管理决策的应用模型TransCAD使用举例——出行产生总量TransCAD使用举例——发生吸引期望线TransCAD使用举例——交通流分配TransCAD使用举例——公共交通路线TransCAD使用举例——公交线路影响带TransCAD使用举例——最短路径距离最短时间最短TransCAD使用举例——车辆路线安排TransCAD使用举例——推销员旅行问题TransCAD使用举例——地表三维分析规划软件：TransCAD预测对象：国家话剧院2010年周边道路流量主要技术线路：现状OD反推TransCAD——实用道路流量宏观预测方法增长率预测未来OD交通流分配西三环中路西二环中路丽泽路复兴门外大街西东北南TransCAD——软件操作路段基本属性输入：·名称、设计速度、流向·现状通行能力、现状流量描绘路段结构及连接线现状路网文件规划年ODMatrix规划年通行能力、设计速度规划年道路流量交叉口基本属性输入：·转向折减(turnpenalty)·限行措施现状通行能力、流量、设计速度编辑创建背景图现状ODMatrixSeedODMatrix规划年路网文件现状道路流量/负荷度现状道路机动车高峰小时流量现状道路机动车高峰小时负荷度现状路网文件现状ODMatrixSeedODMatrix现状通行能力、流量、设计速度现状OD反推：现状OD反推结果：增长率预测未来OD规划年路网文件规划年ODMatrix规划年通行能力、设计速度规划年道路流量交通流分配：交通分配结果二0一0年流量/负荷度2010年预测有项目交通量2010年预测有项目交通负荷度四、PARAMICS(PARAllelMICroscopictrafficSimulator)开发：英国运输部+爱丁堡大学功能：1.ITS、ETC、AHS、VMS、TMD、HOV等评价工具；2.统计分析；3.模拟规模：32万辆。模拟例1模拟例2CORSIM、TRANSIMS、INTEGRATION、VISSIM、WATSIM、SIMTRAFFIC五、PTV-Vision(VISSIM微观交通仿真部分)VISSIM由德国PTV公司出品，它是一个离散的、随机的、以0.1s为步长，可对各种实际交通状况进行交通微观模拟的仿真软件。该软件采用心理—生理跟车模型和换道模型描述车辆行为，并将驾驶员行为分为保守型和冒险型。VISSIM提供了良好的人机对话界面，并应用二维或三维动画向用户直观的呈现交通运行状况，它可用来模拟动态路径选择行为，并能采集各种交通指标的统计数据。(演示录像1混合交通环境/2混合交通信号交叉口/3公交枢纽)信号控制交叉口无信号交叉口环岛交叉口高速公路集计分析车辆收费匝道控制CBD地区分析公共交通公交信号优先机场路边停车VISSIM概述——VISSIM的应用案例VISSIM微观交通仿真基本模型跟驰模型换道模型其他模型仿真条件–仿真软件：VISSIM–仿真对象：国家体育场停车场及其周边路网；–仿真车速：20km/h；–仿真交通量：2282veh–仿真情况：车辆疏散–仿真录像：奥运时/奥运后工程实践应用举例微观仿真流程车辆基本属性设置：·编辑车型定义·定义不同的速度分布曲线描绘路段结构及连接线定义交叉口限速定义交叉口转向比例定义相交道路优先原则设置信号及相关属性定义数据采集点收集模拟结果结束宏观交通需求预测结果编辑创建背景图定义车流量设置交叉口相关属性开始模拟，获得数据对结果进行分析停车需求预测停车场出入口及匝道设计停车场建筑结构设计停车场防火分区设计停车场停车泊位设置设计停车场内部交通流线设计微观仿真分析获得数据对结果进行分析能否满足要求结束是内部流线是否优化否否是方案一侧一单车道出口，西南侧一双车道出口及东南侧一单车道出口；仿真结果：在对方案一进行仿真后发现，项目停车场疏散有两个瓶颈点，一处在北侧出口附近，另一处在西南侧社会停车场道路附近。北侧出口附近交织现象严重，车辆的交织使得机动车起停车频繁，降低了车速。该项目初始设计方案，包括北方案二将方案一中北侧单车道出口改为双车道，其它条件不发生变化；仿真结果：在北侧增加了一个车道后，平均排队长度比方案一缩短了50%~90%；平均延误时间明显降低。方案二对西南侧道路排队和延误的改善影响不显著。方案三在方案一的基础上，增加西侧一单车道出口仿真结果：通过增加西侧道路，减小了社会停车场各个出口之间的交通干扰，从而有效的缩短和降低了西南侧道路上的排队和延误问题，使交通流运行变得更为顺畅。但方案三对北侧道路排队和延误的改善影响不显著。方案四结合方案二与方案三，设置北侧出口为双车道，西侧增加一单车道出口。仿真结果：综合了方案二与方案三的改进点，使得南北两侧的交通拥堵均得到了比较有效的解决。量化评价指标观测时间：仿真开始后600秒到2600秒之间观测地点：北侧出口附近西南侧出口附近量化指标：排队长延误时间总疏散车辆数量排队长度仿真结020040014001200100080060060080010001200140016001800模拟散场时间（单位：秒）2000220024002600北侧出口平均排队长度（单位：米）方案一方案二方案三方案四150200250300350南侧平均排队长度（单位：米）果100500600800100012001400160018002000220024002600模拟散场时间（单位：秒）方案一方案二方案三方案四020040014001200100080060060080010001200140016001800模拟散场时间（单位：秒）方案一方案二方案三2000220024002600北侧出口平均延误时间（单位：秒）方案四100150200250300南侧出口平均延误时间（单位：秒）平均延误仿真结果500600800100012001400160018002000220024002600模拟散场时间（单位：秒）方案一方案二方案三方案四方案比较初始：排队长743m、延误627s北侧增加了车道后：–北侧出口：743m、627s→150m、95s–南侧出口：276m、178s→253m、155s增加西侧道路后：–北侧出口：743m、627s→703m、616s–南侧出口：276m、178s→23m、32s总疏散车辆数示意图634720669460181453419966506946863983833943732282213684079305001000150020002500北侧出口西南侧出口东南侧出口西侧出口总疏散数疏散车辆数（单位：辆）方案一方案二方案三方案四VISSIM应用小结考虑了机动车相互之间的影响关系考虑了道路设施对机动车车流的影响能够预先分析停车场的交通组织流线设计和各个出入口设置的某些潜在问题能对交通流的动态运行状况有较好的反映能对各方案评价指标进行细致的量化–仿真软件：VISSIM–仿真对象：行人影响下信号交叉口右转机动车通行能力–仿真目的：将仿真试验作为理论有效性验证的依据–应用原因：通行能力观测要求饱和交通交的状态，而右转的饱和因此，求助于微观据作为验证新理论状态并不经常出现，通仿真提供试验数依据1502002503003503003501002003004005006007008009001000110012001300冲突行人流量(ped/h)右转机动车通行能力仿真结果(veh/h)1005015020025040045050001002003004005006007008009001001101201300000冲突行人流量(ped/h)右转机动车通行能力(veh/h)文献[5]模型结果Vissim交替穿插0.01.02.03.04.05.001002003004005006007008009001000110012001300冲突行人流量(ped/h)行人造成的车均延误(s)7.08.09.010.011.012.001002003004005006007008009001000110012001300冲突行人流量(ped/h)右转车流平均速度(km/h)交替穿插(Vissim)行人优先(Vissim)交替穿插(Vissim)行人优先(Vissim)r2=0.9953r2=0.9878r2=0.9955R2=0.972r2=0.9735r2=0.9954r=0.99382r2=0.98781001502002503003504004504.08.012.