[發明專利]一種宏觀與微觀交通仿真系統交互的交通分配方法

有效

• 申請號: 201710975765.0
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107622665B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王煒;丁浩洋;汪宇軒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

本發明公開了一種宏觀與微觀交通仿真系統交互的交通分配方法，該方法通過選取道路網中的瓶頸和大流量路段作為微觀交通仿真系統的研究對象，將宏觀交通仿真系統的輸出路段流量作為微觀交通仿真系統的輸入參數，又將微觀交通仿真系統的路段速度結果作為宏觀交通仿真系統的修正輸入，兩套系統的數據不斷交互，最終得到較為準確的交通分配結果。同時因為加入了微觀仿真模型，因此可以將道路擴展、交叉口渠化，信號控制等微觀的交通管理和控制措施對道路流量和速度的影響考慮在內，輸出管理控制前后的路段流量速度對比，更具實用價值。

技術領域

本發明涉及城市交通規劃領域，特別是涉及一種宏觀與微觀交通仿真系統交互的交通分配方法。

背景技術

交通分配研究一直是交通規劃理論研究的重要內容。交通分配即是將已知或預測的 OD交通量按照一定的規則分配到道路網的各條道路上，以此為依據對城市交通網絡的使用狀況或規劃方法和管理策略做出定量化分析與評價。當交通網絡達到平衡時，有兩種機制在相互制約相互作用：一方面各種車輛試圖通過在網絡上選擇最佳路徑來達到自身出行費用最小；另一方面，道路上車流量越大，用戶越會感到擁擠，行駛阻抗越高。當兩者達到平衡時，每條路段上的流量就是交通系統穩定時的流量。

隨著圖論、計算機技術的發展，利用計算機進行交通流分配的技術和算法得到了非常大的發展和進步，這也成為了宏觀交通仿真系統最重要的功能之一。宏觀交通系統對交通要素細節的描述較低，仿真過程通過流量和速度的關系模型和參數來控制交通流的運行，以交通需求為主要研究對象，不考慮單個車輛的移動情況，主要的輸出就是路徑選擇和交通網絡中每條路段的流量。

雖然有非常多的學者對流量和速度關系模型做過研究，但要用一套模型、一套參數來描述不同類型、不同流量、不同飽和度路段的流量和速度關系顯然不夠準確，進而影響了最終分配結果的準確性。微觀交通仿真系統基于單個車輛行為的微觀交通流模型，從車輛的駕駛行為、車道設置以及交通設置配置等各個微觀細節來模擬每一輛車的速度和位置。但微觀仿真系統需要路段流量作為輸入，且對計算機資源要求較高，難以在大規模網路上在線運行。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明提供一種宏觀與微觀交通仿真系統交互的交通分配方法，從宏觀交通仿真系統的輸出結果中選取道路網中的瓶頸和大流量路段作為微觀交通仿真系統的研究對象，將宏觀交通仿真系統的路段流量輸出作為微觀交通仿真系統的輸入參數，利用微觀交通仿真系統計算關注路段的準確運行速度，在用該速度值作為輸入參數與宏觀交通系統進行交互，最后得到較為準確的交通分配結果，為達此目的，本發明提供一種宏觀與微觀交通仿真系統交互的交通分配方法，具體步驟如下：

步驟(1)在宏觀交通仿真系統中建立需要進行交通分配區域的道路網絡，對研究區域進行交通小區的劃分，輸入從不同交通小區發生和吸引的交通需求量，確定路段流量和車速的關系模型和對應參數；設初始仿真次數q為1；

步驟(2)設集合W和集合C為空集；利用宏觀交通仿真系統進行道路網絡交通量的分配計算；將分配結束后的路段流量從大到小進行排序，選取流量排在前a％的路段放入集合W中；計算每條路段流量與其通行能力的比值，將該比值大于b且小于1的路段放入集合W中，集合W中的路段不可重復；逐個搜索集合W中每一條路段兩端的交叉口，將這些交叉口放入集合C中，集合C中的交叉口不可重復；設宏觀交通仿真系統中集合W里路段的車速仿真結果為V_i；

步驟(3)根據現實或規劃的路段和交叉口情況，在微觀交通仿真系統中逐個建立集合W中路段和集合C中交叉口的仿真模型，將集合W中路段和集合C中交叉口作為微觀交通仿真對象，若集合W中路段和集合C中交叉口中某路段或交叉口已在微觀仿真系統中建模完成則直接使用該模型；

步驟(4)將在宏觀交通仿真系統中輸出的路段流量作為這些路段的微觀仿真輸入流量；在微觀仿真系統中對每條路段仿真c次，每次仿真現實中的t時間段，仿真結束后計算c次仿真下每條仿真路段的平均車速v_i；