本場(chǎng)主講老師為王園園 博士
交通設(shè)施管理群 專業(yè)講座第五場(chǎng)
2016-04-27 19:00-21:00
許衛(wèi)華 整理
大家好！我是王園園，現(xiàn)在是城市規(guī)劃專業(yè)的在讀博士。之前在德國(guó)PTV集團(tuán)中國(guó)子公司擔(dān)任高級(jí)銷售經(jīng)理。 主要做交通規(guī)劃和仿真軟件的銷售和技術(shù)支持。  |
下面我將結(jié)合我以前的工作經(jīng)歷和大家聊一聊交通仿真的一些問(wèn)題。 主要是一些應(yīng)用案例的簡(jiǎn)要介紹，以及個(gè)人對(duì)交通仿真的一些理解和看法。 交通仿真其實(shí)廣義上可以認(rèn)為從宏觀到微觀的交通模擬。 比如一般理解上的城市交通規(guī)劃模型也可以叫仿真模擬，只不過(guò)其時(shí)間和空間的粒度精細(xì)程度沒有微觀那么細(xì)。但是不同的模擬有不同的特點(diǎn)和不同的作用。 我個(gè)人看法，從分析方法上交通仿真應(yīng)該分為宏觀和微觀兩類，其中宏觀主要是通過(guò)關(guān)系式描述集體行為主要特征的方法，例如流量，道路飽和度 ，通過(guò)流量延誤函數(shù)計(jì)算出來(lái)的道路行駛速度等 微觀主要是通過(guò)個(gè)體行為的模擬經(jīng)過(guò)匯總得到道路運(yùn)行狀況的方法，例如對(duì)每一輛車運(yùn)行狀態(tài)的模擬。 下面這張圖是PTV對(duì)交通模型的一個(gè)分類，我覺得從實(shí)際應(yīng)用層面講，還是比較客觀和實(shí)在的。 國(guó)內(nèi)一般提到交通仿真都是指微觀仿真，我今天討論的主要就是微觀交通仿真模型。 |
為什么需要交通仿真，談?wù)勎业目捶ā?/span> 比較面向當(dāng)前實(shí)際的，我覺得可以從本質(zhì)的需求，到成本的節(jié)省還有對(duì)管理控制方案評(píng)估的要求來(lái)看。 交通問(wèn)題大家都知道是一個(gè)巨復(fù)雜的問(wèn)題，你可以把人送上月球，但是卻沒辦法徹底解決交通擁堵。 一方面是因?yàn)樗^的供需矛盾，另一方面就是因?yàn)榻煌▍⑴c者的多樣性，交通行為的復(fù)雜性 這張圖片是我網(wǎng)上隨便搜的一張道路交通的照片，當(dāng)然明顯是在中國(guó)。你可以看到道路的標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置好的規(guī)則，也可以看到不同的交通需求：通過(guò)的車輛，上下客的車輛，停車、行人自行車等混雜在一起，有的遵守交通規(guī)則，有的不遵守，相互之間產(chǎn)生了很多沖突和交互。對(duì)這么一個(gè)現(xiàn)象，如果用常規(guī)的計(jì)算來(lái)進(jìn)行分析，恐怕很難。 其次一個(gè)問(wèn)題就是交通現(xiàn)象具有不可重現(xiàn)性，這里的不可重現(xiàn)，指的是像實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣的無(wú)法完整重現(xiàn)。大家可以想到同樣的交通量條件下，同一個(gè)交叉口，同一個(gè)控制方案，哪怕是同樣一群駕駛員，運(yùn)行的效率和擁堵情況也可能完全不一樣。因?yàn)榻煌ɡ锩娴碾S機(jī)因素太多，或者說(shuō)交通里面很多的數(shù)值都是一個(gè)分布，而不是一個(gè)確定值。 交通行為是一個(gè)個(gè)體行為集合后表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)，打個(gè)比方，如果你對(duì)一個(gè)路口做了渠化和信號(hào)控制方案，你要測(cè)試一下各種交通條件下的效果如何，幾乎是不可能把渠化信號(hào)設(shè)置好，然后安排幾百輛車在路口來(lái)回行駛讓你進(jìn)行測(cè)試的。這里涉及到經(jīng)濟(jì)性，安全問(wèn)題，還有對(duì)社會(huì)的影響問(wèn)題。 當(dāng)然你可能要做N個(gè)方案，那方案在實(shí)際世界里的評(píng)估測(cè)試就更不可能了。 另外對(duì)于交通控制來(lái)說(shuō)，很多的控制邏輯和硬件設(shè)備需要進(jìn)行測(cè)試，這也需要一個(gè)環(huán)境。 交通仿真能很經(jīng)濟(jì)高效的提供這么一個(gè)環(huán)境，降低分分析和決策的成本，提高效率和科學(xué)性。 |
對(duì)于微觀交通仿真我們的輸入輸出可以大致分為這么三塊。 1-道路環(huán)境和管理控制條件：比如車道安排，限速，信號(hào)控制等 2-交通需求：除了我們常規(guī)交通工程中的流量之外還有駕駛行為，駕駛行為是交通仿真的核心算法，是仿真科學(xué)性的核心。當(dāng)然仿真中的交通流量也有更為詳細(xì)的輸入，例如車輛組成、車速分布、車輛到達(dá)的時(shí)間規(guī)律，車輛路徑選擇的時(shí)間規(guī)律等等，除了交通量，道路交通中的停車、公交線路站點(diǎn)，行人過(guò)街，非機(jī)動(dòng)車以及現(xiàn)在興起的有軌電車也都作為需求的輸入 3-指標(biāo)：這是我們一般做評(píng)價(jià)的時(shí)候所需要的一些指標(biāo)，例如延誤排隊(duì)停車次數(shù)等，隨著環(huán)境和能源問(wèn)題的嚴(yán)峻，排放和能耗指標(biāo)現(xiàn)在也經(jīng)常被使用。當(dāng)然作為對(duì)方案的評(píng)價(jià)，對(duì)決策者而言，終極指標(biāo)就是到底堵不堵，哪里堵，有多嚴(yán)重，還有就是哪個(gè)方案從指標(biāo)上來(lái)講更好。 所以有時(shí)候交通仿真也被稱作顯微鏡，可以通過(guò)這個(gè)工具擴(kuò)大觀察的視角，得到詳細(xì)的數(shù)據(jù)指標(biāo)。 |
下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)案例： 這是一個(gè)簡(jiǎn)單的案例應(yīng)用，是在某市中心區(qū)的一個(gè)大型開發(fā)項(xiàng)目。 由于緊鄰的道路交通現(xiàn)狀比較擁堵，加上正在進(jìn)行地鐵施工，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)出的交通組織需要進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和評(píng)估。 通過(guò)交通仿真，對(duì)項(xiàng)目基地的出入口個(gè)數(shù)和形式進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)然同時(shí)也配合對(duì)公交車站位置，信號(hào)渠化方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。 |
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最后確定項(xiàng)目設(shè)置兩個(gè)左進(jìn)左出出入口，道路與出入口配合形成兩個(gè)信號(hào)控制T型交叉口，出入口的T型交叉口與下游交叉口的距離需要一定保證，以便有足夠的進(jìn)口道排隊(duì)空間。 在信號(hào)控制方案上與下游的道路交叉口進(jìn)行信號(hào)的周期和相位差的協(xié)調(diào)，保證交叉口進(jìn)口道排隊(duì)不溢出。 另外，通過(guò)信號(hào)控制將開發(fā)項(xiàng)目的車輛排隊(duì)盡量壓縮在項(xiàng)目基地內(nèi)部，基地出入口也像城市道路一樣進(jìn)行了進(jìn)口道車道功能的劃分，保證了車輛進(jìn)出的效率，同時(shí)通過(guò)信號(hào)控制減少了項(xiàng)目基地車輛與背景車輛的交織。 這個(gè)仿真，除了進(jìn)行常規(guī)的交通影響評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算外，還證明了交通組織方案的可行性以及必要性。 |
我們來(lái)看第二個(gè)例子，對(duì)一段干路和沿線輔道出入口方案的評(píng)價(jià)。 這是某市的一段主干路規(guī)劃方案，主路路幅較寬，且設(shè)置為單向5車道，為了保證主干路交通的連續(xù)，不采用信號(hào)控制，而是設(shè)置輔道連接兩側(cè)的地塊，主路與輔道通過(guò)匝道聯(lián)系。 由于兩側(cè)輔道方向不同，存在較多的車輛掉頭。主路與輔道以及其他道路連接出入口匝道較多，存在大量的車輛合流分流和交織。
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通過(guò)仿真，對(duì)比較大的交通量情況進(jìn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，與預(yù)想的情況一樣，交織段長(zhǎng)度不夠會(huì)引起非常嚴(yán)重的擁堵。 在交通量較大的情況下，車輛變道如果較多，變的車道數(shù)如果較多，會(huì)讓通行能力嚴(yán)重下降。 此外，車道數(shù)量的忽然減少，以及擁堵引發(fā)的局部路段鎖死現(xiàn)象也會(huì)存在。 這個(gè)項(xiàng)目通過(guò)交通仿真把原先的交通組織方案問(wèn)題進(jìn)行了測(cè)試分析，盡管很多問(wèn)題開始就有預(yù)料，但是通過(guò)分析之后能很好的把預(yù)想的問(wèn)題和沒有想到的問(wèn)題都展現(xiàn)出來(lái)。 通過(guò)仿真效果的展示和說(shuō)明，以及指標(biāo)的對(duì)比分析，最終讓規(guī)劃部門和設(shè)計(jì)單位對(duì)原先的交通組織方案進(jìn)行了調(diào)整。
以上是兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子說(shuō)明交通仿真在交通規(guī)劃組織方案中的應(yīng)用和起到的作用 下面我們來(lái)談一下交通仿真在交通控制中的應(yīng)用。 |
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與這張圖類似的圖片可能大家在交通工程的教材里都看到過(guò)。 通過(guò)橫軸（時(shí)間），豎軸（距離）把一根車道上車輛的時(shí)空軌跡都展現(xiàn)了出來(lái)。 以前的圖片可能都是通過(guò)理論描述，而這張圖片里的車輛軌跡都是仿真里讀取的實(shí)時(shí)車輛軌跡。 通過(guò)類似這樣的數(shù)據(jù)放大展示，可以更好的分析交通控制里的很多問(wèn)題。 最初我們學(xué)交通工程的時(shí)候都學(xué)過(guò)排隊(duì)論，對(duì)于交叉口信號(hào)控制，一定程度上排隊(duì)論就可以進(jìn)行很多指標(biāo)的計(jì)算，甚至我們目前很多計(jì)算信號(hào)方案的方法和公式也是排隊(duì)論推廣出來(lái)的。 但是對(duì)于更為復(fù)雜的信號(hào)控制方案和車輛到達(dá)規(guī)律以及多種車型，不同的管理（限速，變道）等情況下，繼續(xù)用公式計(jì)算就很難描述了。 這時(shí)候仿真就可以發(fā)揮它的長(zhǎng)處。 |
對(duì)于一個(gè)信號(hào)控制交叉口的配時(shí)，在渠化設(shè)計(jì)確定的條件下，我們粗的來(lái)看需要考慮這些問(wèn)題。
如果仔細(xì)看，對(duì)于一些細(xì)節(jié)問(wèn)題都要進(jìn)行考慮，比如燈色序列，這里的一張圖里可以看到仿真軟件里給出的信號(hào)燈色顯示序列，其實(shí)這也是有一定規(guī)范指導(dǎo)的。比如你就看不到紅燈后面直接跟黃燈的設(shè)計(jì)。 仿真軟件里的詳細(xì)信號(hào)方案設(shè)計(jì)和修改非常方便，這樣工程師就能比較輕松的對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和比選評(píng)估了。 |
這是一個(gè)交叉口的信號(hào)設(shè)計(jì)過(guò)程中的仿真結(jié)果，圖中可以看到仿真考慮到了行人和非機(jī)動(dòng)車，同樣在信號(hào)設(shè)計(jì)方案里也將他們作為方案的一些約束。 通過(guò)仿真，得到各個(gè)進(jìn)口道的指標(biāo)，可以發(fā)現(xiàn)北進(jìn)口車輛較少延誤停車排隊(duì)等指標(biāo)也較小，而西進(jìn)口各種指標(biāo)比較大。 對(duì)于這種情況我們可能需要對(duì)信號(hào)方案進(jìn)行調(diào)整，但也有可能是行人最短過(guò)街時(shí)間或者其他關(guān)聯(lián)信號(hào)的約束。
由于只是對(duì)一個(gè)交叉口進(jìn)行信號(hào)設(shè)計(jì)和仿真，實(shí)際中交叉口上游的車流到達(dá)是和上游的信號(hào)控制相關(guān)，并不是完全隨機(jī)，而是有一定規(guī)律的，這樣的情況需要你對(duì)車輛進(jìn)入交叉口的車型比例、時(shí)間分布規(guī)律甚至路徑比例的變化進(jìn)行一定的設(shè)置，這在很多情況下是容易被忽視的。 交叉口一定范圍內(nèi)的公交車站，機(jī)動(dòng)車出入口影響也需要被考慮。
由于車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度會(huì)有所下降，在仿真軟件里也需要對(duì)轉(zhuǎn)彎路段進(jìn)行一定的限速設(shè)置。 為了增強(qiáng)仿真的隨機(jī)性，現(xiàn)在交通仿真軟件里也會(huì)增加一些選項(xiàng)讓一定比例的駕駛員不按照設(shè)計(jì)好的跟車模型走，甚至包括一定比例的闖紅燈行為、綠燈情況下下游出口道擁堵，但是車輛進(jìn)入交叉口停在交叉口區(qū)域的行為。 |
對(duì)于公交或有軌電車的信號(hào)優(yōu)先，需要考慮信號(hào)邏輯的設(shè)計(jì)以及檢測(cè)器的布設(shè)。
此外，車輛速度，特別是有軌電車的牽引力動(dòng)力速度特征等都需要與信號(hào)控制的邏輯配套，信號(hào)控制時(shí)間精度以秒計(jì)算，距離和速度的影響因素非常重要。 此外，由于車輛到達(dá)的情況很復(fù)雜，優(yōu)先信號(hào)的邏輯是否具有完備性，或者能適應(yīng)各種意想不到的情況，也需要像程序員測(cè)試debug那樣進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)。 例如如果同時(shí)到達(dá)很多公交車輛，優(yōu)先放行的順序會(huì)不會(huì)有問(wèn)題，如果有一輛車拋錨在檢測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)，信號(hào)邏輯會(huì)不會(huì)亂？ 信號(hào)控制除了優(yōu)先以外，還需要協(xié)調(diào)其他方向車輛的利益，比如其他方向排隊(duì)不能過(guò)長(zhǎng)甚至溢出。 通過(guò)交通仿真可以測(cè)試信號(hào)邏輯設(shè)計(jì)是否有缺陷，進(jìn)一步可以把各種道路交通情況放到環(huán)境里進(jìn)行測(cè)試，評(píng)估信號(hào)控制邏輯的適應(yīng)性，效率，以及道路檢測(cè)器的布設(shè)形式和位置。 |
這個(gè)是我之前做的一個(gè)例子，四個(gè)間距差不多的交叉口，在信號(hào)配時(shí)和渠化一樣的情況下，上下兩個(gè)仿真的信號(hào)相位差進(jìn)行了調(diào)整。 通過(guò)仿真的結(jié)果可以明顯看出各項(xiàng)指標(biāo)都有了不同程度的優(yōu)化，也就是在不增加其他投入的情況下，實(shí)際的通行效率提高了。
如果不通過(guò)仿真，僅僅計(jì)算相位差進(jìn)行設(shè)置之后，很難得到這么多指標(biāo)，同時(shí)，對(duì)不同車速的控制，不同的相位差調(diào)整都可以在仿真軟件里進(jìn)行調(diào)試。 對(duì)于交叉口間距過(guò)大引起的車隊(duì)離散影響綠波協(xié)調(diào)效率，也可以通過(guò)一定的標(biāo)定來(lái)模擬。 同時(shí)對(duì)于綠波協(xié)調(diào)的效果展示也具有很好的作用。 |
下面是一個(gè)事故仿真的數(shù)據(jù)分析，一條三車道的路段，右側(cè)車道發(fā)生事故之后導(dǎo)致該車道被堵住了10分鐘。
在這個(gè)過(guò)程中，通過(guò)仿真數(shù)據(jù)中各個(gè)區(qū)段車速的實(shí)時(shí)采集，得到右邊這張時(shí)空狀態(tài)圖。 橫軸和路段長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)，豎軸是時(shí)間，顏色越紅表示速度越低。 從這張圖里可以明顯看出擁堵發(fā)生到消散的過(guò)程，影響的時(shí)間和空間范圍。 當(dāng)然這只是一個(gè)例子，我們可以對(duì)不同嚴(yán)重程度的事故，不同的背景交通量進(jìn)行模擬評(píng)估，更好的提出應(yīng)對(duì)方案，以及對(duì)應(yīng)對(duì)處置方案進(jìn)行進(jìn)一步模擬評(píng)估。 |
下面是一個(gè)收費(fèi)站仿真的仿真，收費(fèi)站有不同的收費(fèi)方式，人工，ETC，對(duì)大貨車可能要稱重，有時(shí)候需要對(duì)特殊車輛進(jìn)行安檢。也會(huì)有不同的收費(fèi)車道布局調(diào)整，收費(fèi)車道關(guān)閉等。這就導(dǎo)致了不同車輛的路徑不一樣，過(guò)收費(fèi)站的時(shí)間也不同，同時(shí)在收費(fèi)站區(qū)域也存在大量的交織。 一定規(guī)模的收費(fèi)站的分析模擬不僅僅是個(gè)排隊(duì)論能直接計(jì)算的問(wèn)題了，因?yàn)榇嬖诤芏喔敿?xì)的影響因素，通過(guò)仿真可以讓我們對(duì)方案的問(wèn)題和特點(diǎn)看的更為直觀細(xì)致。 |
這是一個(gè)更加特殊的應(yīng)用，在一個(gè)貨物加工處理的堆場(chǎng)。有大量的貨車進(jìn)出，貨車還要進(jìn)行檢查，稱重以及清洗等流程。稱重的地磅可以讓雙向車輛使用，這就需要對(duì)車輛路徑進(jìn)行一定的邏輯編程，實(shí)現(xiàn)充分使用地磅的功能。
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不同時(shí)段有不同的貨車進(jìn)出，并且不同的貨車在場(chǎng)區(qū)內(nèi)部的作業(yè)位置和時(shí)間特征也不同。
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通過(guò)仿真我們除了給出了貨場(chǎng)處理貨運(yùn)車輛作業(yè)的容量估算以及排隊(duì)等待時(shí)間測(cè)算外，還發(fā)現(xiàn)了不同車輛流線組織需要優(yōu)化的地方，比如圖上的出入口位置調(diào)整后可以減少很多的沖突，提高內(nèi)部運(yùn)行的效率和安全性。 |
當(dāng)然仿真還可以應(yīng)用在很多ITS的領(lǐng)域，除了常規(guī)的可變信息板，匝道控制外，現(xiàn)在比較流行的車車通信也可以通過(guò)仿真先進(jìn)行效果的測(cè)試。 此外駕駛模擬，或者VR也是一個(gè)熱點(diǎn)，交通仿真可以提供更加符合實(shí)際的道路交通環(huán)境，右邊圖上奧巴馬駕駛的車輛據(jù)說(shuō)就是在vissim的交通仿真環(huán)境里行駛。 對(duì)于大型區(qū)域的交通控制，比如scat之類的區(qū)域控制方式，也可以通過(guò)仿真進(jìn)行評(píng)估。 交通仿真中也可以得到和很多的沖突數(shù)據(jù)，用于對(duì)交通安全的評(píng)估，例如SSAM
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前面簡(jiǎn)單介紹了幾個(gè)交通仿真應(yīng)用的小例子。 接下來(lái)我想簡(jiǎn)單談?wù)劮抡娴募?xì)節(jié)，以跟車模型為例。 這張圖是生理心理跟車模型的一個(gè)示意。四種顏色表達(dá)了跟車的四種狀態(tài)： 綠色-無(wú)反應(yīng)（自由形式）、黃色-反應(yīng)、橘紅-跟車、白色-跟車，最紅的那個(gè)碰撞在仿真里不是真實(shí)的情況，因?yàn)榕鲎埠缶蜁?huì)停車，而仿真里面一般不會(huì)發(fā)生碰撞，如果發(fā)生也會(huì)減速恢復(fù)到正常狀態(tài)。
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下面的兩張圖是兩個(gè)不同類型的駕駛員的跟車行為特征，很明顯右邊的車輛與前面車輛的距離和速度保持得非常一致。 大家可以想象一下國(guó)慶閱兵時(shí)候戰(zhàn)車之間跟隨的曲線。
最后談一點(diǎn)個(gè)人對(duì)交通仿真軟件的看法。 |
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交通仿真可以作為一般項(xiàng)目方案的分析工具，也可以作為一個(gè)實(shí)現(xiàn)各種想法的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 但是目前見到用的最多的恐怕是展示功能。 關(guān)于交通軟件的發(fā)展，國(guó)內(nèi)前些年出現(xiàn)過(guò)一批開發(fā)者，有高校背景，甚至還有個(gè)人研究的，但是最后都漸漸消失了。我覺得國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)氛圍以及對(duì)這么小眾的軟件市場(chǎng)需求開發(fā)是關(guān)鍵的問(wèn)題。 |
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這個(gè)是我最近的感悟，文化和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是一種軟實(shí)力，是可以輸出的。 |
問(wèn)題解答 |
一、仿真軟件 問(wèn)題①：交通仿真軟件哪家強(qiáng)？ 解答：我覺得1看市場(chǎng)占有率，第2看軟件開發(fā)的國(guó)家背景 和中國(guó)的交通發(fā)展路徑是否接近。 問(wèn)題②：仿真還是虛擬現(xiàn)實(shí)，明確定義域。 解答：我覺得仿真和虛擬顯示是有相關(guān)的地方，曾經(jīng)在新聞聯(lián)播看到報(bào)道歐洲虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，用的就是交通仿真軟件。但是仿真的目的可能更為單一一點(diǎn)，對(duì)分析目標(biāo)也就更為專注一點(diǎn)。 問(wèn)題③：不同內(nèi)核算法各自的適用環(huán)境。 解答：這個(gè)我不是很理解，內(nèi)核算法其實(shí)商用的軟件本質(zhì)上都是類似的。 問(wèn)題④：能否通過(guò)仿真直接驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化。 解答：這個(gè)是可以的，仿真工具用的好的話就能達(dá)到這個(gè)效果。 問(wèn)題⑤：BIM算不算仿真？BIM目前存在什么缺陷，也就是有哪些地方需要完善，具體講一講。 解答：不是很了解BIM， 交通仿真中很多情況下是把BIM當(dāng)做三維背景來(lái)看的。 問(wèn)題⑥：可否介紹一下所介紹各類仿真技術(shù)基于的內(nèi)核方法，如神經(jīng)元，有限元等。 解答：據(jù)我了解目前主要的商用仿真軟件都是有一定歷史的模型，新潮的東西可能在科研里比較多，商用畢竟沒有那么成熟。 問(wèn)題⑦：請(qǐng)問(wèn)目前來(lái)看是微觀仿真的效果好還是宏觀的更有效？不知是否好比較。 解答：這兩個(gè)分析的時(shí)間空間粒度不同，有些時(shí)候?qū)σ恍┓治隹梢宰龊暧^也可以做微觀，效果好壞隨項(xiàng)目而異。 二、仿真使用 問(wèn)題①：如何建立設(shè)計(jì)（CAD）和仿真之間的數(shù)據(jù)通道。 解答：直接CAD接微觀道路交通仿真好像不是很方便，現(xiàn)在大部分交通規(guī)劃仿真軟件公司的產(chǎn)品都有宏觀微觀，然后宏觀能夠?qū)胛⒂^，CAD文件可以先導(dǎo)入宏觀再導(dǎo)入微觀（我指的是路網(wǎng)）。 以前也見到過(guò)將CAD渠化圖直接轉(zhuǎn)換成VISSIM文件的個(gè)人開發(fā)，但是這個(gè)的市場(chǎng)需求沒有那么大，也就不大容易成熟。 問(wèn)題②：有把公路現(xiàn)形、沿線設(shè)施自己及地形地貌環(huán)境參數(shù)（可以是航拍的全景）完整輸入，在此基礎(chǔ)上建立模型的仿真系統(tǒng)嗎？ 解答：作為背景是可以的，但是很大尺度的仿真是很耗費(fèi)工作量的，同時(shí)我個(gè)人理解，對(duì)于這么大尺度的仿真，對(duì)交通需求的細(xì)結(jié)變化的描述是很困難的，比如路網(wǎng)中的車輛路徑太多，很多的出入口無(wú)法考慮。 問(wèn)題③：設(shè)計(jì)人員更需要能夠基于一定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)計(jì)參數(shù)幾乎處于臨界狀態(tài)時(shí)，對(duì)于泛安全方面能夠自動(dòng)報(bào)警<只需要報(bào)警，然后供設(shè)計(jì)人員鑒別>的仿真。 解答：這個(gè)不知道，當(dāng)然你可以進(jìn)行二次開發(fā)得到你需要的自動(dòng)反應(yīng) 問(wèn)題④：仿真軟件在設(shè)置機(jī)動(dòng)車駕駛能力時(shí)，是只能按完美駕駛設(shè)置還是有不同的駕駛技術(shù)水平來(lái)選擇？比如變線時(shí)的決策過(guò)程等，有不同參數(shù)的選擇嗎？ 解答：這個(gè)有很多的參數(shù)可以調(diào)整，并且仿真軟件中對(duì)很多參數(shù)的描述都是分布，而不是一個(gè)確定的數(shù)值，比如你規(guī)定一類車的車速，可能就是一個(gè)區(qū)間的車速分布，并且分布你也可以自己定義（這個(gè)在VISSIM里是可以的，其他軟件我相信也會(huì)有所考慮）。 三、其他 問(wèn)題①：道路施工期間很可能會(huì)導(dǎo)致通行能力的下降，飽和度提高或者延誤增加。通過(guò)適當(dāng)?shù)慕煌ńM織來(lái)有限度地改善，但大部分情況下總是比不上未施工時(shí)的情況?；蛘哂袝r(shí)為了提高施工路段的通行能力，但為之要改變施工工藝和施工計(jì)劃付出較大的代價(jià)。那么這個(gè)度怎么把握？通過(guò)什么指標(biāo)來(lái)判定這個(gè)施工交通組織是可接受的呢？ 解答：施工期交通組織其實(shí)和交評(píng)一樣是一個(gè)交通工程業(yè)務(wù)，我個(gè)人看法，如果要對(duì)這個(gè)問(wèn)題分析清楚，除了微觀仿真，在一定尺度的宏觀層面，對(duì)于路網(wǎng)條件改變引發(fā)的交通量轉(zhuǎn)移變化需要有比較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)才可以做出比較有效的應(yīng)對(duì)。 有時(shí)候這個(gè)過(guò)程可以用一個(gè)規(guī)范來(lái)約束，但是不是準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)分析。和交評(píng)一樣，規(guī)范是評(píng)價(jià)你有沒有影響，影響多大的尺子，但是與實(shí)際并不要求完全一直，因?yàn)閷?shí)際是很難預(yù)測(cè)的。我們可以通過(guò)這把尺子的使用和改進(jìn)，不斷提高分析的準(zhǔn)確和客觀性。 |
互動(dòng)交流 |
賈俊飛： 仿真畢竟是仿的，跟真的差距還是蠻大的，但仿的好的，就像是真的，就像高仿的鞋，比真鞋還耐穿。我是這樣理解，你覺得呢？ 王園園： 我覺得不能這么理解啊，仿真是虛擬分析，還是為了真實(shí)世界的。高仿是為了以假亂真。 牛德寧： 我不覺得仿真是高防的鞋，仿真是模擬不存在的方案驗(yàn)證可能的最優(yōu)方案，高防是已有最優(yōu)方案進(jìn)行復(fù)制。 賈俊飛： 實(shí)際情況千變?nèi)f化，比較復(fù)雜，仿真是對(duì)復(fù)雜情況的抽象表達(dá)，抓住了所有模擬的主要特征，基本就達(dá)到了預(yù)期的效果，我說(shuō)的高仿鞋是有點(diǎn)夸張的表達(dá)。是想用夸張的手法表達(dá)仿真可以做到接近真實(shí)。 李瑞敏： 仿真接近真實(shí)很難，尤其在中國(guó)，例如就把開始的一張有關(guān)路段過(guò)街人行道的那張照片的情景仿真出來(lái)就很難吧？ |
李瑞敏： 剛才提到可以設(shè)置闖紅燈的行為，哪個(gè)軟件能夠做到？能夠隨機(jī)性設(shè)置嗎？ 王園園： VISSIM里可以設(shè)置。之前在車輛構(gòu)成中可以設(shè)置一類車輛類型不受信號(hào)控制，現(xiàn)在的版本可以直接給信號(hào)燈頭一個(gè)遵守率。 李瑞敏： 每個(gè)周期的遵守率可以不同嗎？還是整個(gè)仿真周期只能是一個(gè)遵守率？ 王園園：闖紅燈的設(shè)置比較符合處在一定階段的中國(guó)交通情況，能反應(yīng)實(shí)際的通行能力，可能比理論的要大。 如果每個(gè)周期不同我覺得可以通過(guò)COM來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整那個(gè)參數(shù)就行 不過(guò)我沒有具體試過(guò)。 李瑞敏： 開始的時(shí)候你也提到過(guò)交通的隨機(jī)性的問(wèn)題，在仿真里面交通的隨機(jī)性怎么表達(dá)？使用分布？還是有其他一些方法？ 我說(shuō)的不是交通量的輸入，而是行為的隨機(jī)性。 王園園： 如果要得到特定的分布類型我覺得可以通過(guò)各種組合實(shí)現(xiàn)，有一個(gè)例子，因?yàn)橥＼嚂r(shí)間的分布可以自己定義，那么你可以讓車輛進(jìn)入路網(wǎng)后先在一個(gè)停車場(chǎng)停下，通過(guò)對(duì)停車時(shí)間分布的控制來(lái)達(dá)到你要車輛進(jìn)入仿真路網(wǎng)的分布類型的目的。 本身交通量的輸入就是類似泊松分布。 以跟車模型參數(shù)為例，車輛間距的公式里就有隨機(jī)分布這一項(xiàng) 李瑞敏： 現(xiàn)在看可能分布是一種方式。 只是要驗(yàn)證分布還是很麻煩。。。 |
王園園： |
王園園： 我覺得一個(gè)最好的方式就是仿真軟件以后的模型內(nèi)核可以開放，這樣就能省去很多不必要的開發(fā)工作，而且軟件的市場(chǎng)也會(huì)更廣 |
馬東方： 這種分布不僅跟駕駛員有關(guān)，還有道路條件，信號(hào)方案等有關(guān)，所以不同城市，甚者是不同路段都會(huì)存在較大差異，驗(yàn)證是非常有挑戰(zhàn)性的工作。 那樣就沒辦法壟斷了。 王園園： 壟斷是沒有大前途的，現(xiàn)在交通仿真軟件的市場(chǎng)范圍其實(shí)還是很小的 馬東方： 這個(gè)屬于短期效益和長(zhǎng)期效益的問(wèn)題了。 |
顧金剛...： 請(qǐng)教，假設(shè)做一個(gè)現(xiàn)狀路口的改善優(yōu)化仿真時(shí)候，要不要先把現(xiàn)實(shí)情況先仿真出來(lái)，得到一個(gè)與現(xiàn)狀擬合度較高的環(huán)境，然后再加入優(yōu)化方案進(jìn)行運(yùn)行評(píng)價(jià)？ 馬東方： 如果資金，時(shí)間足夠，應(yīng)該可以做的到。 牛德寧： 仿真復(fù)雜的行為理論上仿真軟件不斷優(yōu)化是能接近的，比如駕駛行為，但仿真違法行為，肯定很難，個(gè)人認(rèn)為意義也不是很大 賈俊飛： 確實(shí)難，只有把主要特征模擬出來(lái)就不錯(cuò)了。 Zhang_TC： 仿真，就是一種在給定相對(duì)理想條件下表達(dá)方式，它不真實(shí)，畢竟是仿的。 抓住主要矛盾的主要方面。 王園園： 我覺得現(xiàn)狀的仿真主要是用于標(biāo)定一些仿真模型參數(shù)的 另外就是通過(guò)現(xiàn)狀仿真能展示和分析一些問(wèn)題的細(xì)節(jié) 李瑞敏：個(gè)人覺得顧金剛說(shuō)的是一種比較合理的過(guò)程，如果資金、時(shí)間、人力支持，應(yīng)該這么做。 顧金剛...： 嗯，類似于標(biāo)定，實(shí)際上是想得到一個(gè)接近現(xiàn)實(shí)的仿真基礎(chǔ)。如果運(yùn)行的基礎(chǔ)和現(xiàn)狀差別很大，那么對(duì)于新方案的仿真評(píng)價(jià)就沒有參考價(jià)值了。 王園園： 但是目前國(guó)內(nèi)很多仿真項(xiàng)目前期的工作做的很少。 顧金剛...： 是的，正如您說(shuō)的，現(xiàn)在仿真多是用來(lái)展示的，給人一個(gè)直觀印象的。 李瑞敏：前期調(diào)查太耗時(shí)耗力了，得需要同時(shí)調(diào)查交通流的各種輸入以及各種評(píng)價(jià)指標(biāo)，而且尤其是評(píng)價(jià)指標(biāo)，容易調(diào)查的不多，容易調(diào)查準(zhǔn)的也不多。有時(shí)甚至不是人多人少的問(wèn)題。。。 王園園： 我覺得更重要的是缺少規(guī)則。 李瑞敏：在對(duì)現(xiàn)狀的再現(xiàn)結(jié)果和現(xiàn)狀不符（誤差較大的情況下）的情況下，能否將這個(gè)不符視為一個(gè)固定的系統(tǒng)內(nèi)在誤差，將這個(gè)模型用于改造方案的評(píng)價(jià)，只是用于進(jìn)行方案對(duì)比，而非絕對(duì)的優(yōu)劣，可否如此應(yīng)用？（我個(gè)人一直覺得好像可以。。。） 王園園： 我覺得目前條件下方案對(duì)比是比較有價(jià)值的東西。 關(guān)于仿真的標(biāo)定 或者標(biāo)準(zhǔn)流程 大家可以參考看看倫敦的要求。 |
王園園： |
葉濤： 據(jù)了解，很多用于微觀模擬的軟件也是要有交通矩陣(O D)作為輸入的，請(qǐng)問(wèn)一般情況下微觀和宏觀是怎么結(jié)合的。宏觀的交通小區(qū)定義能否滿足微觀的要求。謝謝。 王園園： 宏微觀結(jié)合的軟件很多，宏觀主要輸出路徑和流量給微觀 所以宏觀的建模中交通小區(qū)要分的比較細(xì)，因?yàn)闀?huì)得到比較準(zhǔn)確的交叉口流量。 宏觀中的ＯＤ矩陣經(jīng)過(guò)分配后形成路徑流量就可以用在微觀離了。 葉濤： 直接用？微觀模擬考慮動(dòng)態(tài)交通分配嗎？ 王園園： 宏觀和微觀都可以模擬動(dòng)態(tài)分配的。 剛才說(shuō)的宏觀到微觀的路徑流量其實(shí)是宏觀里的靜態(tài)分配路徑流量。 葉濤： 恩 ，大部分宏觀的應(yīng)該還是靜態(tài)分配。 個(gè)人認(rèn)為微觀模擬最好做一個(gè)路網(wǎng)的，哪怕就包括上下兩條平行的道路和一些主要連接道，比單條道路的模擬更有意義，當(dāng)然基礎(chǔ)建模工作量大。我們的駕駛行為往往會(huì)隨著擁堵而改變路徑，所以動(dòng)態(tài)交通分配在微觀中要有所體現(xiàn)。個(gè)人觀點(diǎn)，謝謝 王園園： 我的看法卻相反，因?yàn)閷?shí)際中對(duì)一個(gè)大的路網(wǎng)建模工作量大倒是其次，對(duì)這么大范圍內(nèi)的交通需求描述卻是十分困難的。所以對(duì)路網(wǎng)層面用穩(wěn)態(tài)分配模型分析會(huì)比較便捷，交通仿真來(lái)說(shuō)的話，不同地方的需求變化時(shí)間特征可能不一致，路徑也多，而且范圍大了之后很多細(xì)節(jié)沒有辦法考慮。 葉濤： 如果這樣的話，對(duì)微觀的起始OD輸入要求很高。怎么矯正，這里面花頭應(yīng)該是有的。 交通里著名的Wardrop理論就是說(shuō)出行時(shí)間或成本最小化。當(dāng)?shù)玫角胺蕉碌男畔?，你?huì)想或try to 想改變路線以達(dá)到出行成本的最小化。 李瑞敏： “我們的駕駛行為往往會(huì)隨著擁堵而改變路徑”，這點(diǎn)可能要斟酌，如果是這樣，應(yīng)該就不堵了，除非全城堵……現(xiàn)實(shí)可能是當(dāng)堵了后想改卻改不了…… 王園園： 堵上了跑不了的情況。 接近飽和時(shí)，隨機(jī)性的影響就出來(lái)了。 |
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