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(JICA System for TRAffic DemandAnalysis)日本对外援助机构(JICA-Japan International Cooperation Agency)发展中国家道路建设援助项 目使用网址：http:/www.intel-tech.co.jp 联系人：yoshidaintel-tech.co.jp 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(TRIp Planning System)http:/www.citilabs.com/.citilabs.com（一）公共交通模型 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距离最短时间时间最短最短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交通流分配交通流分配西西 三三 环环 中中 路路西西 二二 环环 中中 路路丽泽丽泽路路复复兴门兴门外大街外大街西西东东北北南南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OD Matrix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(turn penalty)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OD MatrixSeed OD Matrix规划年路网文件现状 道 路 流 量/ 负 荷 度现现 状状 道道 路路 机机 动动 车车 高高 峰峰 小小 时时 流流 量量现现 状状 道道 路路 机机 动动 车车 高高 峰峰 小小 时时 负负 荷荷 度度现状路网文件现状OD MatrixSeed OD Matrix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 O D规划年路网文件 规划年OD Matrix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年年 预预 测测 有有 项项 目目 交交 通通 量量2010年年 预预 测测 有有 项项 目目 交交 通通 负负 荷荷 度度四、PARAMICS(PARAllel MICroscopic traffic Simulator)开发：英国运输部+爱丁堡大学 http:/www.paramics.com 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VISSIMVISSIM概述概述VISSIMVISSIM的的应应用案例用案例VISSIM微观交通仿真基本模型跟跟驰驰模型模型换换道模型道模型其他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瓶颈颈点点， 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 。方案四结结合方案二与方案三，合方案二与方案三，设设置北置北侧侧出口出口为为双双车车道，道，西西侧侧增加一增加一单车单车道出口。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634720 66946018145341996650694 686398 383394 3732282213684079305001000150020002500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应用小结考考虑虑了机了机动车动车相互之相互之间间的影响关系的影响关系考考虑虑了道路了道路设设施施对对机机动车车动车车流的影响流的影响能能够预够预先分析停先分析停车场车场的交通的交通组织组织流流线设计线设计和各和各个出入口个出入口设设置的某些潜在置的某些潜在问题问题能能对对交通流的交通流的动态动态运行状况有运行状况有较较好的反映好的反映能能对对各方案各方案评评价指价指标进标进行行细细致的量化致的量化 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150200250300350300350100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300冲突行人流量 (ped/h)右转机动车通行能力仿真结果 (veh/h)100501502002504004505000100 200 300 400 500 600 700 800 900100 110 120 1300000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0.01.02.03.04.05.00100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300冲突行人流量 (ped/h)行人造成的车均延误 (s)7.08.09.010.011.012.00100 200 300 400 500 600 700 800900 1000 1100 1200 1300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 = 0.98781001502002503003504004504.08.012.016.0实际右转车流平均速度 (km/h)20.0右转机动车通行能力(veh/h)( 2.5,25.0 ) 交替穿插( 2.5,25.0 ) 行人优先( 2.5,10.0 ) 交替穿插( 2.5,10.0 ) 行人优先(10.0,20.0) 交替穿插(10.0,20.0) 行人优先(20.0,25.0) 交替穿插(20.0,25.0) 行人优先 仿真软件：VISSIM 仿真对象：信号交叉口左转非机动车延误 仿真目的：对比分析仿真试验结果 应用原因：延误是一个受诸多因素影响的十分 复杂的指标，理论计算所得到的结果通常难于 精确符合实际情况仿真结果仿真结果表明：在典型条件下，二次过街的实施增加了交叉口左转非机动车 绕行距离和延误。在机动车流量较低的情况下，直接左转的非机动车受到的 机动车干扰较小，此时实施二次过街较大幅度地增加了非机动车延误。在机 动车流量较高的情况下，实施二次过街所致的非机动延误增幅相对较小。交通状况左转非机动车延误左转非机 动车流量机动车 饱和度直接 左转HC M LOS二次 过街HC M LOS增幅低高27.0C37.6D39%中高29.8C41.5E39%高高34.9D48.5E39%低中22.1C36.2D64%中中22.2C40.6E83%高中23.9C46.9E96%低低17.4B35.6D104%中低16.6B41.1E147%高低16.8B47.8E186%左转非机动车停车次数直接左转二次过街增幅2.93.622%3.74.931%4.86.433%2.02.733%2.54.058%3.45.459%1.42.689%1.63.9143%2.15.4158%仿真结果结果表明：随着进口直行车道数的增加，实施二次过街所致的延误增 幅总体上呈下降趋势。在进口直行车道为三条、机动车饱和度较低的条件 下，实施二次过街能够减少左转非机动车延误。支持的结论：当直行车道少于三条时，可根据实际交通条件，并结合 机动车通行能力、交通安全、非机动 车骑行人心理及习惯等因素考虑是否 采用左转非机动车二次过街。当直行 车道等于或多于三条时，建议交叉口 实施二次过街。交通状况二次过街所致的延误增幅左转非机 动车流量机动车 饱和度1车道 直行2车道 直行3车道 直行低高39%-9%-4%中高39%-21%-20%高高39%-24%-39%低中64%25%27%中中83%17%7%高中96%16%-10%低低104%72%61%中低147%81%54%高低186%94%47%