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1、1. VISSIM介绍VISSIM为德国PTV公司开发的微观交通流仿真软件系统，用于交通系统的各种运行分析。该软件系统能分析在车道类型、交通组成、交通信号控制、停让控制等众多条件下的交通运行情况，具有分析、评价、优化交通网络、设计方案比较等功能，是分析许多交通问题的有效工具。VISSIM软件系统内部由交通仿真器和信号状态发生器两大程序组成，它们之间通过接口来交换检测器的呼叫和信号状态。交通仿真器是一个微观的交通流仿真模型，它包括跟车模型和车道变换模型。信号状态发生器是一个信号控制软件，它以仿真步长为基础不断地从交通仿真器中获取检测信息，决定下一仿真时刻的信号状态并将这信息传送给交通仿真器。图1
2、.1交通仿真器和信号状态产生器之间的交流2.仿真模型的说明交通仿真是典型的离散系统仿真，被仿真事件在时间上是离散的、随机的，交通行为的产生整体符合分布规律。仿真模型是用一系列的数据、逻辑条件表达式和若干公式组成。 2.1路口描述模型 路口描述模型描述了交叉口的形状、车道功能等，是用一组数据表示的静态模型，在仿真过程中保持不变。模型参数是通过路口参数输入对话框送入的。参数有：路口名称，路口类型（正十字口，畸形口，丁子口），畸形口中心距，车道数，车道宽，停车线距离，隔离带宽，车辆检测器位置，车道功能选择等。 22车辆描述模型 车辆描述模型描述了车辆的形状、位置、颜色、速度、来向、去向、期望速度、车
3、辆反应时间等。模型参数随着车辆的随机生成而产生，某些参数随着车辆的运行而改变。车辆描述模型与车辆生成模型、车辆运行模型有着密切的关系，是它们模型算法执行结果的直接反映。 2.3车辆生成模型 车辆生成模型描述了车辆的随机到达数分布，到达车辆的车型分布，到达车辆的流向分布，到达车辆车道选择方法，到达车辆车色分布。车辆生成模型是交叉口车辆运行模型的基础。 (1)车辆到达数分布模型 车辆到达数的分布是离散型的随机分布，又称之计数分布，反映了在某一固定时段内到达给定地点车辆的随机数。车辆到达分布数常见的有泊松分布、二项分布、负二项分布三种。其中泊松分布用于描述计数时间间隔极短，车流密度不大，车辆间相互影
4、响较小，其他外界干扰基本不存在的交通状况；二项分布用于描述车辆比较拥挤，自由行驶机会不多的车流；负二项分布用于描述车辆稀密相间，具有高方差的车流。泊松分布基本公式是： 式中：p(x)为在计数间隔t内到达x辆车的概率；x为给定时间间隔到达的车辆数；e为自然对数的底数，e=2.71828；m=t为计数间隔t内平均到达的车辆数，N是小时交通量，为车辆平均到达率（veh/s），t为每个计数间隔持续的时间（s）。 (2)车道选择模型 车辆车道选择取决于车道功能的划分。根据用户指定的车道功能，各入口引道最内侧车道分配给左拐车，最外侧车道分配给右拐车，直行车加入到允许直行的车道中交通量较少的车道。2.4车辆
5、运行模型 车辆运行模型是交通仿真模型的核心，它决定了车辆自由行驶、跟车行驶、加速、减速、拐弯、红黄灯停车、避车等全过程。 (1)车辆速度模型 自由行驶 在交叉口入口路段或出口路段，如果前导车和跟随车的距离超过某个极限值dmax时，认为前导车对跟随车不产生影响，这时跟随车以期望速度行驶，即： CarSpeed=RoadSpeed 避车 直行车与相交道路左转车在冲突点A附近相遇时发生冲突现象或直行车与右转车在汇流点B附近相遇时发生汇流现象，如图1所示。在本仿真模型中，由于每一方向的车辆都按渠化后的固定轨迹行驶，所以路口形状给定后，冲突点和汇流点是若干个固定点。我们认为车辆离这些点一定距离时，就要根
6、据对向来车的情况考虑避车。我们把这个距离称为冲突检测距离。 图2.1 交叉口内车辆冲突示意图a 左转车与直行车的冲突 当车辆进入冲突检测距离内，车辆每走一步都要做如下判断： 当本车到冲突点的距离小于对向车到冲突点的距离时，本辆车继续行驶。 当本车到冲突点的距离大于对向车到冲突点的距离时，本辆车减速行驶到冲突点附近停止，等待对向车通过。 当本车到冲突点的距离等于对向车到冲突点的距离时，本着直行优先的原则，本车若是直行车则如继续行驶，若是左拐车则如减速停止。 若对向来的是车队，且头车按如上的规则判断后应优先通过冲突点，这时本辆车不仅要为对向头车让路，而且要为车队所有车让路。车辆是否接成车队的依据是
7、要看前后两车间的距离是否小于某一给定值。 b 右转车的汇流避车 如图1所示的车辆右转时，认为右拐车要插入直行车的车流中，就如同高速公路入口处的车辆插入行驶一样。右转车辆进入冲突检测距离内，就不断检测直行车流的间隙。当间隙超过安全插入间隙时，右转车行驶入队，当间隙小于安全插入间隙，右转车等待下一次汇流机会。(2)车辆步长模型 车辆每走一步的距离是此步速度与上步到此步仿真时间间隔的乘积。即：(3)跟车模型跟车行驶 如果前导车和跟随车的距离小于dmax时，前导车的行为将对跟随车速度产生很大影响。如何反映这一现象，就是跟车模型要解决的问题。 跟车理论的基本表示式为： 反应（t+T）=灵敏度刺激(t)
8、ISSIM采用的跟车模型是Wiedemann于1974年建立的生理-心理驾驶行为模型。该模型的基本思路是：一旦后车驾驶员认为他与前车之间的距离小于其心理（安全）距离时，后车驾驶员开始减速。由于后车驾驶员无法准确判断前车车速，后车车速会在一段时间内低于前车车速，直到前后车间的距离达到另一个心理（安全）距离时，后车驾驶员开始缓慢地加速，由此周而复始，形成一个加速、减速的迭代过程。 图2.2 VISSIM中的跟车模型(Wiedemann 1974)3仿真过程利用VISSIM仿真建模需要的基本资料包括：道路的车道数、各车道宽度、车道功能划分、人行道宽度、分隔带情况、坡度等基础数据，还有路网中各进口的交
9、通量、转向比例、交叉口的信号配时及控制类型等。VISSIM仿真主要有以下几个步骤。1)添加路段，主干道为双线四车道，支干道为单向双车道，只能入不能出。如下图：2)设置路段属性，如下图3)输入车辆，主干道车辆数为650和550,上入支路为380，下入支路为320,如下图：4)设置仿真参数，仿真时间为600仿真秒，起始时间00:00:00，仿真精度2时间步长/仿真秒，运行速度5.0仿真每秒，如下图：5)创建减速区，如下图： 6)设置冲突区域，如下图：7）评价，如下图：8) 仿真依次选择：仿真连续（或单步），运行仿真程序。点击（默认快捷键）1次，向前运行1个仿真步长。点击，从连续运行模式切换到单步运行模式。点击（默认快捷键），连续运行仿真程序。点击（缺省快捷键），终止当前运行。