平面交叉口信號(hào)配時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)

平面交叉口信號(hào)配時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)第一部分VISSIM實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與功能操作一、Vissim軟件功能簡(jiǎn)介Vissim是一種微觀、基于時(shí)間間隔和駕駛行為的仿真建模工具，用以建模和分析各種交通條件下（車道設(shè)置、交通構(gòu)成、交通信號(hào)、公交站點(diǎn)等），城市交通和公共交通的運(yùn)行狀況，是評(píng)價(jià)交通工程設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方案的有效工具。Vissim是解決各種交通問(wèn)題的有力工具，主要應(yīng)用包括：公交優(yōu)先信號(hào)控制邏輯的設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和調(diào)整。對(duì)于有協(xié)調(diào)和感應(yīng)信號(hào)控制的路網(wǎng)內(nèi)交通控制的評(píng)價(jià)和優(yōu)化（Signal97接口）。城市道路網(wǎng)中輕軌建設(shè)項(xiàng)目的可行性及其影響評(píng)價(jià)。分析慢速交通交織區(qū)。對(duì)比分析交通設(shè)計(jì)方案，包括信號(hào)控制交叉口和停車標(biāo)志控制交叉口、環(huán)交、和立交的設(shè)計(jì)。輕軌和公共汽車系統(tǒng)的綜合站點(diǎn)布局的容量評(píng)價(jià)和管理評(píng)價(jià)。通過(guò)Vissim評(píng)價(jià)公共汽車優(yōu)先解決方案，如插隊(duì)、港灣?？空竞凸粚Ｓ密嚨馈Ｊ褂们度胧絼?dòng)態(tài)交通分配模型，解決行駛路徑選擇的相關(guān)問(wèn)題，如不確定信號(hào)的影響、對(duì)于中等城市而言，交通流分向路網(wǎng)鄰近區(qū)域的可能性。Vissim軟件是交通仿真軟件，具體的模擬仿真功能為：模擬交通渠化方案、公交樞紐組織、停車場(chǎng)設(shè)置、收費(fèi)站車流量等各種交通現(xiàn)象。提供一個(gè)虛擬平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)上模擬不同方案的運(yùn)行結(jié)果，提供定量分析指標(biāo)。提供2D和3D的方案運(yùn)行動(dòng)畫(huà)文件。測(cè)試所設(shè)計(jì)的信號(hào)燈情況，給出相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，可在線顯示信號(hào)燈的變化情況。感應(yīng)模塊可以通過(guò)檢測(cè)量的設(shè)置，根據(jù)流量的不同，來(lái)設(shè)置感應(yīng)式的信號(hào)燈或交通控制，實(shí)現(xiàn)邏輯控制信號(hào)等或交通流。Vissim本身帶有一套3D模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，含有各種車輛模型和部分樹(shù)木房屋等文件。二、Vissim操作界面簡(jiǎn)介打開(kāi)Vissim軟件，界面主要包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具欄和編輯區(qū)。標(biāo)題欄顯示仿真程序的名稱，版本和輸入文件名稱；如果是DEMO文件，“Demo”的字樣會(huì)添加在版本號(hào)后面。菜單欄文件——生成文件管理和打印命令選項(xiàng)功能快捷鍵新建初始化系統(tǒng)（關(guān)閉路網(wǎng)文件而不保存，創(chuàng)建新路網(wǎng)文件）打開(kāi)打開(kāi)路網(wǎng)文件附加讀取打開(kāi)現(xiàn)有路網(wǎng)文件之外的路網(wǎng)文件CTRL+S保存保存路網(wǎng)到當(dāng)前*.INP文件另存為…保存路網(wǎng)到選定的路徑和文件名輸入從文件讀取SYNCHRO數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出到SYNCHRO或VISUM頁(yè)面設(shè)置設(shè)置打印輸出資料的參數(shù)打印預(yù)覽打印前預(yù)覽屏幕打印打印輸出資料到文件/設(shè)備退出終止，關(guān)閉VISSIM編輯——路網(wǎng)編輯命令選項(xiàng)功能快捷鍵刪除刪除選定路段、編輯器、節(jié)點(diǎn)DEL打斷路段打斷選定路段F8合并路徑結(jié)合靜態(tài)線路3D信號(hào)燈只在信號(hào)燈模式下處于活動(dòng)狀態(tài)，可編輯3D信號(hào)燈模式CTRL+H選擇模式選擇標(biāo)準(zhǔn)（單選），多選或標(biāo)簽?zāi)Ｊ?，編輯路網(wǎng)選擇列表當(dāng)前活動(dòng)路網(wǎng)編輯模式的路網(wǎng)元素列表通路選擇只在節(jié)點(diǎn)模式下處于活動(dòng)狀態(tài)，打開(kāi)所有動(dòng)態(tài)交通分配通路列表自動(dòng)選擇路徑只在行車路徑?jīng)Q策或停車場(chǎng)模式下激活，打開(kāi)所有動(dòng)態(tài)交通分配路徑旋轉(zhuǎn)路網(wǎng)圍繞（0,0）旋轉(zhuǎn)整個(gè)路網(wǎng)平移路網(wǎng)沿x,y,z方向移動(dòng)整個(gè)路網(wǎng)查看——屏幕顯示命令和選項(xiàng)選項(xiàng)功能快捷鍵選項(xiàng)…設(shè)置一般顯示選項(xiàng)中心線顯示/關(guān)閉中心線CTRL+A3D模式2D/3D模式CTRL+D路網(wǎng)元素…多個(gè)路網(wǎng)元素顯示配置顯示路網(wǎng)元素顯示/關(guān)閉多個(gè)路網(wǎng)元素CTRL+N背景…加載并配置背景圖片文件顯示背景顯示背景圖片CTRL+B狀態(tài)欄選擇仿真時(shí)間顯示格式加載設(shè)置…打開(kāi)VISSIM設(shè)置文件*.INI保存設(shè)置…保存VISSIM設(shè)置文件*.INI基礎(chǔ)數(shù)據(jù)——用戶自定義仿真基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選項(xiàng)功能快捷鍵功能設(shè)置不同類型車輛的加速度/減速度參數(shù)特性分布設(shè)置車輛模型、行駛時(shí)間、功率、顏色、速度等參數(shù)排放ColdEmission模塊的參數(shù)車輛類型編輯、新建或復(fù)制車輛類型參數(shù)如長(zhǎng)度、寬度和占有率等車輛類別編輯車輛種類駕駛行為設(shè)置駕駛行為參數(shù)如視距、安全距離、駕駛員特性等路段類型設(shè)置不同類型、等級(jí)的道路交通——用戶自定義車流量數(shù)據(jù)選項(xiàng)功能快捷鍵交通構(gòu)成設(shè)置車輛類型、比例、車速分布等參數(shù)外部車輛顯示外部創(chuàng)建車輛數(shù)據(jù)，路徑文件動(dòng)態(tài)交通分配動(dòng)態(tài)交通分配數(shù)據(jù)信號(hào)控制——信號(hào)控制數(shù)據(jù)輸入選項(xiàng)功能快捷鍵編輯控制機(jī)創(chuàng)建/編輯/刪除信號(hào)控制機(jī)通信路段/非路段信號(hào)控制機(jī)評(píng)價(jià)——選擇評(píng)價(jià)類型，設(shè)置評(píng)價(jià)參數(shù)選項(xiàng)功能快捷鍵窗口在線評(píng)價(jià)配置文件離線評(píng)價(jià)配置數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)價(jià)的配置數(shù)據(jù)庫(kù)仿真——仿真參數(shù)和運(yùn)行控制選項(xiàng)功能快捷鍵參數(shù)…設(shè)置仿真參數(shù)連續(xù)連續(xù)運(yùn)行仿真F5單步仿真以單步運(yùn)行F6停止終止仿真運(yùn)行ESC多運(yùn)行設(shè)置參數(shù)，開(kāi)始多運(yùn)行仿真加載快照…加載仿真快照文件保存快照…保存當(dāng)前仿真狀態(tài)作為快照文件演示——?jiǎng)?chuàng)建和控制仿真演示選項(xiàng)功能快捷鍵3D視頻只在3D模式下，設(shè)置視頻錄像參數(shù)記錄AVI文件只在3D模式下，進(jìn)行*.AVI錄像動(dòng)畫(huà)參數(shù)…設(shè)置動(dòng)畫(huà)文件錄像參數(shù)ANI錄像進(jìn)行*.ANI文件錄像連續(xù)運(yùn)行連續(xù)動(dòng)畫(huà)F5單步單步運(yùn)行動(dòng)畫(huà)F6停止終止動(dòng)畫(huà)運(yùn)行ESC單步向后動(dòng)畫(huà)運(yùn)行倒退一步連續(xù)向后動(dòng)畫(huà)運(yùn)行連續(xù)倒退測(cè)試——測(cè)試無(wú)交通仿真的信號(hào)控制選項(xiàng)功能快捷鍵連續(xù)運(yùn)行連續(xù)動(dòng)畫(huà)F5單步單步運(yùn)行動(dòng)畫(huà)F6停止終止動(dòng)畫(huà)運(yùn)行ESC宏定義/編輯測(cè)試運(yùn)行宏循環(huán)測(cè)試運(yùn)行管理模式記錄測(cè)試運(yùn)行宏記錄？——當(dāng)前VISSIM版本、服務(wù)和聯(lián)系的信息選項(xiàng)功能快捷鍵幫助打開(kāi)在線幫助F1版本當(dāng)前版本信息關(guān)于關(guān)于VISSIM和聯(lián)系信息工具欄文件——文件管理和打印命令選項(xiàng)功能快捷鍵新建路網(wǎng)文件打開(kāi)已有的VISSIM路網(wǎng)文件保存VISSIM路網(wǎng)文件到指定路徑和文件名稱CTRL+S打印預(yù)覽選擇——定義與選定的路網(wǎng)元素相結(jié)合的編輯模式選項(xiàng)功能快捷鍵單選模式（標(biāo)準(zhǔn)模式）多選模式標(biāo)識(shí)位置模式。當(dāng)某種路網(wǎng)元素處于編輯狀態(tài)時(shí)，它的標(biāo)識(shí)（如信號(hào)燈的名稱）可以被重新定位鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置如果存在多個(gè)路段/連接器，使用該按鈕可以逐個(gè)瀏覽TAB仿真——仿真的工具欄是顯示出來(lái)的。默認(rèn)情況下，所有的專用工具欄都處于隱藏狀態(tài)，只有常用運(yùn)行模式的工具欄為可見(jiàn)狀態(tài)選項(xiàng)功能快捷鍵連續(xù)仿真F5單步仿真F6停止仿真ESC導(dǎo)航——改變路網(wǎng)內(nèi)觀察位置的命令選項(xiàng)功能快捷鍵顯示整個(gè)路網(wǎng)動(dòng)態(tài)縮放（鼠標(biāo)左擊），前一視圖（鼠標(biāo)右擊）圖1-3，點(diǎn)擊Save。永久保存背景圖片的當(dāng)前比例和原始信息。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC3保存背景圖片選擇菜單如果圖片文件很大，導(dǎo)入時(shí)間較長(zhǎng)。VISSIM能顯示眾多的圖片格式，包括位圖和矢量圖：*.BMP；*.DWG；*.JPG；*.DXF；*.PNG；*.EMF；*.TGA；*.WMF；*.TIF；*.SHP；*.SID。步驟3：建立基礎(chǔ)路網(wǎng)根據(jù)背景圖片顯示的對(duì)象交叉口的渠化圖，建立基礎(chǔ)路網(wǎng)。首先要建立各個(gè)進(jìn)口道的路段，編輯路段信息，再通過(guò)連接器連接不同進(jìn)口道的車道，以定義車輛行駛路徑。建立路段選擇工具欄中的模式，在路段中線的起始位置點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，沿著交通流運(yùn)行方向?qū)⑵渫现两K點(diǎn)位置，釋放鼠標(biāo)，并在路段屬性對(duì)話框中編輯各路段信息，見(jiàn)REF_Ref307323820\h圖1-4。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC4建立路段示意圖連接路段VISSIM路網(wǎng)是由相互連接的路段組成的，路段之間需要通過(guò)連接器實(shí)現(xiàn)連接。沒(méi)有連接器的話，車輛是不能從一條路段換到另一條路段。此外，連接器也可以模擬交叉口處的轉(zhuǎn)向關(guān)系。選擇工具欄中的模式，在第一個(gè)路段的指定位置（連接器起點(diǎn)）右擊并沿著交通流方向拖動(dòng)鼠標(biāo)到第二條路段的指定位置（連接器終點(diǎn)），然后釋放鼠標(biāo)，并在連接器對(duì)話框里編輯連接器數(shù)據(jù)。這里需要注意的是，連接的點(diǎn)數(shù)為2時(shí)，表示為直線，點(diǎn)數(shù)大于2時(shí)，為曲線，點(diǎn)數(shù)越大，曲線越光滑，軟件中最大可設(shè)置的點(diǎn)數(shù)為15。如REF_Ref307323935\h圖1-5所示。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC5建立連接器建立完所有的路段與連接后形成的基礎(chǔ)路網(wǎng)如REF_Ref307323983\h圖1-6所示：圖1-SEQ圖1-\*ARABIC6基礎(chǔ)路網(wǎng)建立步驟4：調(diào)整參數(shù)在菜單欄中的“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)”中可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整車輛行駛速度分布/加減速特性、車種/車型、駕駛行為/跟車模型參數(shù)標(biāo)定等參數(shù)，本實(shí)驗(yàn)中采用系統(tǒng)默認(rèn)值。步驟5：輸入路網(wǎng)基本特征變量路網(wǎng)的基本特征變量主要包括：車種構(gòu)成、車型比例、流量、行駛路徑。設(shè)置車種構(gòu)成和車型比例數(shù)據(jù)這一步通過(guò)“交通構(gòu)成”功能實(shí)現(xiàn)，交通構(gòu)成是VISSIM輸入交通流量的一個(gè)組成部分，需要在輸入交通流量之前根據(jù)實(shí)際情況定義不同車道的車種構(gòu)成和車型比例，行人流量也可以定義為一種交通構(gòu)成。注意：公交線路上的交通構(gòu)成需要單獨(dú)定義。在菜單欄中選擇“交通”→“交通構(gòu)成”，定義輸入交通流量的交通構(gòu)成，可對(duì)列表進(jìn)行新建、編輯和刪除。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC7設(shè)置交通構(gòu)成輸入交通流量用戶可以定義不同時(shí)間進(jìn)入路網(wǎng)的交通流量。每個(gè)路段定義有交通流量，單位為車輛/小時(shí)，時(shí)間間隔不一定以小時(shí)為計(jì)。在某一時(shí)間間隔內(nèi)，車輛進(jìn)入路段的規(guī)律服從泊松分布。該實(shí)驗(yàn)中對(duì)象交叉口的流量圖按REF_Ref307324474\h圖1-8所示。圖1-SEQ圖1-\*ARABIC8交叉口交通流量在工具欄中選擇車輛輸入模式，按照以上交叉口流量圖設(shè)置各個(gè)路段的流量。要打開(kāi)流量輸入窗口，進(jìn)行如下操作：某個(gè)路段的流量輸入:雙擊此路段路網(wǎng)的所有流量輸入:在VISSIM路網(wǎng)外點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵（如圖所示）。需要注意的是，路網(wǎng)中的流量是各個(gè)進(jìn)口道的流量。現(xiàn)實(shí)中，某路段或某進(jìn)口道的流量、交通構(gòu)成通常是動(dòng)態(tài)變化的。因此需要對(duì)不同時(shí)間段內(nèi)的流量和交通構(gòu)成根據(jù)實(shí)際情況分別設(shè)置。此實(shí)驗(yàn)中為了簡(jiǎn)化操作，認(rèn)為每小時(shí)的流量和交通構(gòu)成固定不變。時(shí)間間隔編輯：①在此部分內(nèi)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的菜單中選擇新建。列表末端將添加新欄。②輸入新的時(shí)間間隔閾值。該值必須與其它值不同，可小于最后時(shí)間間隔值。這樣，已存在時(shí)間間隔在新輸入時(shí)間處打斷。流量更改：①選擇目標(biāo)更改單元。②鍵入新的流量并按回車鍵確認(rèn)。交通構(gòu)成更改：①選擇要更改的單元。②點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，打開(kāi)下拉菜單。③從列表中選擇新的交通構(gòu)成。行駛路徑?jīng)Q策車輛的行駛路徑由一個(gè)固定的路段和連接器序列組成。從路徑?jīng)Q策起點(diǎn)（紅線）到路徑?jīng)Q策終點(diǎn)（綠線）。在工具欄中選擇行駛路徑?jīng)Q策模式，啟動(dòng)該程序。單擊目標(biāo)路段，在目標(biāo)路段的指定位置（路徑?jīng)Q策起點(diǎn)）右擊（顯示紅線），到另一個(gè)路段的指定位置（路徑?jīng)Q策終點(diǎn)）右擊顯示（綠線）。此時(shí)路徑顯示為黃色帶（如下圖所示）。重復(fù)此操作分別設(shè)置不同流向的行駛路徑。在路網(wǎng)外任意處右擊，顯示路徑窗口，設(shè)置各路徑的流量。步驟6：設(shè)置信號(hào)控制方案該步驟主要設(shè)置信號(hào)控制機(jī)和信號(hào)配時(shí)方案，首先定義信號(hào)控制機(jī)，然后分配信號(hào)燈組。需要注意的是Vissim不具備設(shè)計(jì)和優(yōu)化信號(hào)配時(shí)方案的功能，在這一步驟中，需要操作者自行根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提前設(shè)計(jì)好交叉口信號(hào)配時(shí)方案。本例子采用實(shí)際情況（周期為130秒），每個(gè)車道分別配置信號(hào)燈組，分配信號(hào)燈組情況如下所示：進(jìn)口方向信號(hào)燈組時(shí)間（s）東進(jìn)口右轉(zhuǎn)835直行725左轉(zhuǎn)610西進(jìn)口右轉(zhuǎn)335直行225左轉(zhuǎn)113南進(jìn)口右轉(zhuǎn)1141直行542左轉(zhuǎn)435北進(jìn)口右轉(zhuǎn)1240直行1042左轉(zhuǎn)935注意：此例子中固定紅燈/黃燈為1秒，黃燈為3秒。練習(xí)：可以通過(guò)配置四個(gè)信號(hào)燈組來(lái)實(shí)現(xiàn)（本實(shí)驗(yàn)只是為了模擬現(xiàn)實(shí)情況），可以通過(guò)如下信號(hào)燈組配置實(shí)現(xiàn)：進(jìn)口方向信號(hào)燈組時(shí)間（s）東、西進(jìn)口直右135左轉(zhuǎn)213南、北進(jìn)口直右342左轉(zhuǎn)435要設(shè)置信號(hào)燈，先要定義信號(hào)控制機(jī)和信號(hào)燈組。設(shè)置信號(hào)控制機(jī)及信號(hào)配時(shí)方案要定義一個(gè)新的信號(hào)控制機(jī)，依次選擇“信號(hào)控制”-“編輯信號(hào)控制機(jī)…”進(jìn)入信號(hào)控制機(jī)窗口。通過(guò)在列表上點(diǎn)擊右鍵，選擇“新建”（或者復(fù)制，如果選中了一個(gè)信號(hào)控制機(jī)），定義一個(gè)信號(hào)控制機(jī)。然后在信號(hào)燈組的列表中點(diǎn)擊右鍵，選擇“新建”，建立信號(hào)燈組的配時(shí)方案，重復(fù)此操作，分別建立12個(gè)信號(hào)燈組的配時(shí)方案（如下圖所示）。對(duì)每個(gè)信號(hào)控制器，可設(shè)置下列主要屬性：編號(hào)：信號(hào)控制機(jī)的唯一編號(hào)。名稱：標(biāo)識(shí)或注釋。周期：固定周期長(zhǎng)度或可變周期長(zhǎng)度（可變），單位：秒。相位差：?jiǎn)挝唬好?。類型：信?hào)控制機(jī)類型和控制策略。其它的選項(xiàng)被激活與否依據(jù)此設(shè)置。設(shè)置信號(hào)燈組1）選擇信號(hào)燈模式。2)選擇信號(hào)燈的目標(biāo)放置路段。3)點(diǎn)擊右鍵，確定信號(hào)燈所在路段的位置。4)編輯信號(hào)燈屬性（如圖所示）。編號(hào)：信號(hào)燈的唯一編號(hào)。名稱：可選的標(biāo)識(shí)或注釋。信號(hào)控制機(jī)：選擇信號(hào)控制器。信號(hào)燈組：選擇信號(hào)燈組。標(biāo)識(shí)：顯示所有信號(hào)燈標(biāo)簽，見(jiàn)查看－路網(wǎng)元素…。該選項(xiàng)允許單獨(dú)關(guān)閉任一標(biāo)簽。5）點(diǎn)擊“確定”。步驟7：建立檢測(cè)器檢測(cè)器中主要包括行程時(shí)間、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和排隊(duì)計(jì)數(shù)器等的設(shè)置。定義行程時(shí)間檢測(cè)區(qū)段的步驟如下：1)選擇行程時(shí)間測(cè)量模式。2)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵選擇需要設(shè)置行程時(shí)間檢測(cè)區(qū)段起點(diǎn)的路段。3)在選定路段上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵設(shè)置檢測(cè)區(qū)段的起點(diǎn)。設(shè)置成功后顯示為紅線，在狀態(tài)欄中可以查看該點(diǎn)的坐標(biāo)。4)如有必要的話使用縮放或滾動(dòng)條選擇需要設(shè)置行程時(shí)間檢測(cè)區(qū)段終點(diǎn)的路段。5)單擊鼠標(biāo)左鍵選擇設(shè)置行程時(shí)間檢測(cè)區(qū)段終點(diǎn)的路段6)在選定路段上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，設(shè)置檢測(cè)區(qū)段的終點(diǎn)。設(shè)置成功后顯示為綠線，同時(shí)打開(kāi)創(chuàng)建出行時(shí)間測(cè)量窗口。7)設(shè)置相關(guān)屬性（如下）并點(diǎn)擊確定。定義數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的步驟如下：1)選擇數(shù)據(jù)采集點(diǎn)模式。2)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵選擇需要設(shè)置數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的路段。3)在目標(biāo)位置點(diǎn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，設(shè)置數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。4)在彈出的窗口輸入編號(hào)、名稱、位置等信息，點(diǎn)擊確定（如圖所示）。定義排隊(duì)計(jì)數(shù)器的步驟如下：1)選擇排隊(duì)計(jì)數(shù)器模式。2)左擊選擇需要設(shè)計(jì)排隊(duì)計(jì)數(shù)器的路段。3)在目標(biāo)位置點(diǎn)右擊，設(shè)置排隊(duì)計(jì)數(shù)器。排隊(duì)將從設(shè)置位置起往上游方向計(jì)算。4)在彈出的窗口中輸入編號(hào)和位置，點(diǎn)擊確定（如圖所示）。VISSIM的排隊(duì)計(jì)數(shù)器可以提供以下輸出：平均排隊(duì)長(zhǎng)度；最大排隊(duì)長(zhǎng)度；排隊(duì)車輛的停車次數(shù)。排隊(duì)是從上游路段/連接器的排隊(duì)計(jì)數(shù)器的設(shè)置位置開(kāi)始計(jì)數(shù)，直至排隊(duì)狀