1、项目名称,交通仿真系统研究与开发,预期目标,城市道路网络交通仿真 实时交通仿真 在线交通仿真,预期进度,研究开发时间: 3 年 据需求,提供阶段性成果,投入实际应用,成果表达形式,交通仿真系统软件 实际检测交通数据的原始数据库 交通仿真系统软件使用指南 研究报告、工作报告等文档资料 其它,主要工作内容 (1),成立项目领导小组和研究开发小组 研究制定项目总体方案、技术路线、实施组织管理办法 采集交通数据,作为建立符合实际模型的基础 为仿真目的,对城市交通流特性进行基础研究 研究能满足大规模实时仿真需求的算法和模型,主要工作内容 (2),研究并建立仿真系统开发与运行的软件、硬件及网络环境 研究并
2、建立采用大规模并行计算技术的仿真计算平台 研究并建立针对各种交通设施和交通条件的相应模型 研究实时交通数据的采集、传输、存储和处理,主要工作内容 (3),研究在线实时数据和仿真软件的协同运行 交通仿真软件的编程开发和测试 进行交通仿真输出数据分析的研究工作 交通仿真系统的调试、试运行和验证 项目文档资料的整理和编制工作,主要关键技术 (1),交通工程、交通流理论 交通流建模 交通仿真系统支撑环境 后台运算环境、前台界面环境大规模并行计算环境交通流检测及在线仿真环境各子系统间数据通信环境数据处理和存储环境地理信息系统环境 等,主要关键技术 (2),模型标定及有效性检验 仿真输出数据分析 大规模并
3、行计算技术 必要性:道路网络交通流的模型异常复杂 巨量仿真单元的复杂处理过程实时性管理、控制和诱导极不规则的数据结构大规模的数据集 等,主要关键技术 (3),人工智能及最优化方法 GIS、CAD系统等的集成 软件工程,系统仿真和最优化,有区别的两个概念: 系统仿真 再现真实世界的特征或状态 系统最优化寻找满足约束条件的最佳状态（极大或极小）,系统仿真的必要性,对象的关系比较简单时: 解析方法精确求解 复杂系统:难以求得其解析解 没法进行实际实验 实验需付出昂贵代价 实验会造成巨大危害,交通系统仿真的必要性,交通系统是开放的复杂巨系统 交通系统基础设施建设耗资巨大需做好工可研、方案比选、系统设计
4、、效益效果评估等 交通系统运行系统调整、优化系统预测、管理、控制、导航等,推动交通系统仿真发展的动力,深入分析研究交通的强烈社会需求 交通流理论的发展 信息技术硬件环境的进步 信息技术软件环境的进步 信息基础设施的发展,描述和分析交通流的理论,确定性模型 概率统计型模型 连续流体型模型 蒙特卡罗仿真模型,交通系统仿真的分类,模拟式仿真和数字式仿真 微观仿真、中观仿真和宏观仿真 确定型仿真和随机型仿真 离线仿真和在线仿真 交叉口仿真、路段仿真和路网仿真,交通仿真系统的应用 (1),方案评价 新交通设施设计的仿真试验 参与设计过程 嵌入到其它交通系统软件工具中 人员培训 安全分析,交通仿真系统的应
5、用 (2),在智能运输系统(ITS)中, 主要用于:智能运输系统规划仿真 智能运输系统设施运行和管理仿真 动态交通状况预报仿真,交通仿真系统的应用 (3),在 ITS 运行中必须有交通仿真参与的功能举例ATMS (先进的交通管理系统) 中的:区域交通控制 事件探测 网络交通流性能评估 收费管理对交通的影响 尾气排放 虚拟交通管理中心,交通仿真系统的应用 (4),ATIS (先进的交通信息系统) 中的:广播式出行者信息提供 交互式出行者信息提供 自主行驶路线导航 动态行驶路线导航,交通仿真系统的应用 (5),在ITS中应用交通仿真后加强的功能举例ATMS中的:路网交通监视 高速公路交通控制 交通
6、信息发布 APTS(先进的公共交通系统)中的:非定线需求驱动公交管理多式客运出行协调,交通仿真系统的应用 (6),ATIS 中的:动态搭乘 CVO (商用车辆营运管理)中的:营运车辆管理 货物运输管理 危险货物管理 EMS(紧急事件管理)中的:紧急事件通知 紧急救援车辆管理,交通系统仿真的发展（1）,始于1955年, D.L.格洛夫(美)发表的论文“Simulation of freeway traffic on a general-purpose discrete variable computer” 跟驰模型（Car-following)：交通流理论和仿真中的基本问题，古老又有名 传统问题
7、：模拟分析交通设施的通过能力和运行特性,交通系统仿真的发展（2）,关注颇多的仿真题目：交叉口的延误和排队长度 最早的交通信号控制应用例子：基于仿真对排队论导出的延误公式进行修正 传统交通信号控制应用中：仅有交通对信号产生反应 现代交通信号控制应用中：信号也对交通产生反应。,交通系统仿真的发展（3）,实际交通信号控制器与交通仿真系统的集成 路段交通仿真 十分复杂的城市道路网络交通系统仿真 重现事故场景的交通安全分析仿真 交通信息服务及其效果仿真：新的交通仿真领域，需模拟人的决策和行为,交通系统仿真的发展（4）,出行需求仿真：新的交通仿真领域。改变传统的集合型重力模型为分散型的基于个人出行选择的模型，再现所定区域内居民的出行模式,有效性检验及仿真输出分析,有效性检验 比较仿真系统产生的交通流特性和实际交通流特性的符合程度来确认 仿真输出数据分析 一次特定的交通系统仿真只是交通系统一次特定的随机过程的实现,不能就代表所对应的真实世界交通系统的真值,
