TJTS仿真系統的應用

第14卷增刊中國公路學(xué)報Vol 14 Sup.2001年12月China Journal of highway and TransportDec.2001文章編號:1001·7372(2001)s00092.05TTS仿真系統的應用鄒智軍同濟大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室,上梅200092)摘要:介紹了TJTS仿真系統在路網(wǎng)動(dòng)態(tài)文迺狀態(tài)描述方面的應用,其中包括路網(wǎng)的編碼方式車(chē)輛出行需求的描述方式、仿真的動(dòng)畫(huà)輸出情況以及描迷路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)的各種指標數據的輸出。最后以一個(gè)具體的示例介紹了TTS仿真系統在公交專(zhuān)用道設計方面的應用。關(guān)鍵詞:仿真;動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述;公交專(zhuān)用道設計中圖分類(lèi)號:U491.13文獻標識碼AThe application of Tts simulation systemZOU Zhi-jun(Key Lab, of Road and Traffic Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, ChinaAbstract: By means of computer animation and date files, TJTS(Tongji Traffic Simulation)candescribes traffic state in an intuitional, detailed and dynamic way, and therefore provides anefficient tool for the evaluation of traffic control & management design, road geometry design andetc. In the paper, an common case of using the simulation tool to present road network trafficstate descriptions is introduced first, including the methods of road network coding, trafficcomputer animation and various criterions. Finally, a practicalcase of demonstrating the application in the process of bus only lane design is also givenKey words: simulation; dynamic traffic statc description; bus only lane designT]TS(Tongji Traffic Simulation)仿真系統是六處交又囗,均為定時(shí)信號控制交叉口,其中四個(gè)為筆者開(kāi)發(fā)的一個(gè)微觀(guān)交通仿真系統。該仿真系統通字交又,二個(gè)為T(mén)型交叉。示例路網(wǎng)情況見(jiàn)圖1。過(guò)計算機動(dòng)畫(huà)和數據庫文件形式可以提供直觀(guān)、詳盡的動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述。在此基礎上,可以對路網(wǎng)、交通走廊、交叉口等不同范圍內的交通控制與管理方案、道路幾何設計方案進(jìn)行評價(jià)和改善。此外,通過(guò)提供大量的實(shí)驗分析數據還可以為一些交通工程的理論研究提供測試和驗證手段。路網(wǎng)交通狀態(tài)的描述是TTS仿真系統的基本功能,筆者首先從般意義上介紹TJTS仿真系統在路網(wǎng)動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)描述方面的應用,然后以一個(gè)更具體的示例介紹T]TS仿真系統在公交專(zhuān)用道設計方面的應用。1路網(wǎng)的基本情況中國煤化工交站點(diǎn)編號)CNMHG示例路網(wǎng)由兩橫三縱的城市道路構成,路網(wǎng)中有收稿日期:2001-08-12作者簡(jiǎn)介:鄒智軍(1969),男,江西吉安人,同濟大學(xué)工程師、工學(xué)博土增刊鄒智軍:TTS仿真系統的應用2路網(wǎng)的編碼車(chē)輛產(chǎn)生吸引點(diǎn)。路網(wǎng)中的路段共32條,編碼分別為1根據TJTS仿真系統的要求,將圖1的示例路網(wǎng)進(jìn)行必要的編碼,路網(wǎng)的節點(diǎn)和路段的編碼情況3交通需求情況如圖2所示(限于篇幅圖中未列出諸如交叉口內路選取某一小時(shí)時(shí)段(8:30~9:30)為仿真研究時(shí)段、節段、車(chē)道等更細致的編碼情況)。段,相應的交通需求情況見(jiàn)表1。表1仿真時(shí)段內非公交車(chē)輛出行OD需求OD對起點(diǎn)終點(diǎn)OD量車(chē)型比例=編碼編碼|編碼|/vh·b1小車(chē)中車(chē)大車(chē)%30%10%210110626670%20%10%@%11010218880%10%10%4813(注:圓圈表示交叉口,帶箭頭線(xiàn)段表示有向路段,相應的數字為應該說(shuō)明的是,盡管本例采用的是小時(shí)OD,但各自的編號)如果實(shí)際情況中所仿真的時(shí)段內的OD出行量有較圖2路網(wǎng)的編碼明顯的波動(dòng),則有必要根據實(shí)際的可能采用更小時(shí)圖2所示的路網(wǎng)編碼圖中共有節點(diǎn)16個(gè),編碼段的OD分布數據為1,2、3、4、5、6的節點(diǎn)為交又口節點(diǎn),編碼為101另外,公交車(chē)輛的出行需求由于其特殊性,單獨102、103、104、105、106、107、108、109、110的節點(diǎn)為列出如表2、3所示表2有關(guān)公交線(xiàn)路的走向情況路線(xiàn)中的路段構成公交路線(xiàn)編號路段!路段2路段3路段4路段5路段6路段?路段8路段9路段101(上行)1(下行)2、34(上行)23、4(下行)5(上行)5(下行)6(上行)6(下行)注:表中假設一條路線(xiàn)最大路段數為10、·一”表示該路線(xiàn)無(wú)相應路段數的路段表3各公交線(xiàn)路發(fā)車(chē)頻率交路線(xiàn)編號」起點(diǎn)編號終點(diǎn)編發(fā)車(chē)頻事/min公交路線(xiàn)編號」起點(diǎn)編號終點(diǎn)編號發(fā)車(chē)頻牢/min1(上行)上行1091(下行)1014(下行)2(上行)5(上行)2(下行)221115(下行)3(上行)6〔上行)TH中國煤化工23(下行)6(下行)CNMHG 2圖1中的A、B、C、D、E、F、G、H、IJ分別為公由此可以看出,TJTS仿真系統通過(guò)對公交線(xiàn)交站點(diǎn),其?？烤€(xiàn)路情況見(jiàn)表4路走向、發(fā)車(chē)頻率、公交站站點(diǎn)?？烤€(xiàn)路的設置可以中國公路學(xué)報200]年非常靈活地描述了公交車(chē)出行需求,這是TJTs仿還可以提供詳盡的描述路網(wǎng)狀態(tài)交通狀態(tài)的各種指真系統較突出的特色之一。這種靈活的描述方式能標數據。表5~9分別是一些主要的數據統計情況。夠很好地滿(mǎn)足各種與公交運行有關(guān)的分析需求,如表5仿真時(shí)段內路網(wǎng)總體運行狀況分析和評價(jià)公交線(xiàn)路布設、公交站點(diǎn)設置以及公交OD對出行更高離/·km出行時(shí)甸min程車(chē)速|(zhì)停車(chē)延誤/min調度方案對路網(wǎng)交通狀態(tài)的影響。編號總值平均值總值{平均值km·b‖總值|半均值表4各站點(diǎn)的?？烤€(xiàn)路8981.9130公交站點(diǎn)編號停暮公交線(xiàn)路公交站點(diǎn)編號?？抗痪€(xiàn)路1.941402.014312、5、6s51285168417.16141327l、2,5、6總計123824251573358431832、5,6表6各路段在仿真時(shí)段內的交通量分布情4仿真的動(dòng)畫(huà)輸出路段|8:30-8:45|8:45-9:009仿真過(guò)程的動(dòng)畫(huà)輸出是展現路網(wǎng)交通狀態(tài)的1|269379287400270378271376個(gè)重要方式。圖3為示例路網(wǎng)仿真運行過(guò)程的一個(gè)2223307199288194278164232全景畫(huà)面。當然,通過(guò)圖面的縮放還可以觀(guān)察各個(gè)局部的情況表7各路段在仿真時(shí)段內的車(chē)速分布情況/km·h路段編碼8:30~8:45|8:45-909:00-9159:15-9:30表8各路段在仿真時(shí)段內的停車(chē)延誤/s路段8:30~8:458:45~9:009:00~9159:15~9:30編碼|總值車(chē)均偵總值車(chē)均值|總值車(chē)均值|總值|車(chē)均值26.2808529.4823430圖3爪例路網(wǎng)仿真運行過(guò)程中的一個(gè)全景畫(huà)面2679357423-56723.55仿真結果的數據輸出4|359681794813162|286除了直觀(guān)的動(dòng)畫(huà)輸出方式外,TJTS仿真系統表9各交叉囗進(jìn)口道在仿真時(shí)段內的排隊長(cháng)度情況m8:30~8:458:45~9:009:00~9:159:15~9:3交叉口編碼進(jìn)囗路段編碼最大最平均最大40.63745.35165.957.582.360.2215.3276.1100.0124.9116.064.2中國煤化工173.5CNMH92.535.392.2203.196.14,673,645.5增刊鄒智軍:TJTS仿真系統的應用由于仿真過(guò)程可以記錄路網(wǎng)中的每一輛車(chē)小至仍以圖1所示的路網(wǎng)為例,考察路段1、路段每01s(或更小的時(shí)間間隔)的行車(chē)狀態(tài)的情況,因13、路段29所構成的由北至南交通走廊,以及由路此可以根據需要增加如停車(chē)次數、沖突次數、車(chē)道變段30、路段14路段2所構成的南至北交通走廊在換次數等其它許多交通狀態(tài)評價(jià)或分析指標的統行經(jīng)公交車(chē)輛有所增加的情況下設置公交專(zhuān)用道的計,統計時(shí)間段當然也可任意調整?？梢?jiàn),TJTS交可行性。通仿真系統對路網(wǎng)的動(dòng)態(tài)交通狀態(tài)的描述功能是非根據路網(wǎng)的車(chē)輛OD分布及各公交線(xiàn)路的走向常強的。和發(fā)車(chē)頻率,可以得到上述三路段仿真時(shí)段內的交6公交專(zhuān)用道設計示例通量及車(chē)型構成情況如表10所示利用TjTS仿真系統進(jìn)行仿真測試對上述三路對公交車(chē)運行效率的提高程度以及對非公交車(chē)段設置與不設置公交專(zhuān)用道的情況進(jìn)行了測試,圖運行的影響程度分析是考慮是否設置公交專(zhuān)用道的4為路段設置為公交專(zhuān)用道時(shí)車(chē)輛的運行情況關(guān)鍵因素,利用TJTS仿真系統能夠很方便地滿(mǎn)足考察路段上公交車(chē)及非公交車(chē)的運行效率評價(jià)指標這一分析要求情況如表11、12所示表10各路段交通量及車(chē)型構成情況非公交車(chē)流量/veh;h-1公交車(chē)流量/veh·h“1路段編號/veh·h1170756126088228815705761230920210表11不設置公交專(zhuān)用道時(shí)所考察路段的交通運行狀況行程車(chē)速/km·h-1停車(chē)延誤/s平均廷誤/s·veh-停車(chē)次數/次h路段編號NB總體19.416724308703759432.0329327384134617308.936.533314935993403455.314705573540.63873248333561370.2222810961520.610.418931.4{28.6162813965755986.541.24549817552250425407230224232610.302:4151|0151表12設置公交專(zhuān)用道時(shí)所考察路段的交通運行狀況行程車(chē)速/km·h-1停車(chē)延誤/s平均延誤/ s. veh-1停車(chē)次數/次·h-1路段編好NB總體B22526.125.444|371974163821.138.835.62881726219331.42.21420538067522252430.334.2106027663825637.8298862941252152.33673948311216242Q112:8中國煤化工20.83028.31263141985461346CNMHG25.141.940.322580225810.1注:表中B表示公交車(chē)NB表示非公交車(chē)路學(xué)報2001年對比分析以上各表的數據,得到設置公交專(zhuān)用道以后的考察路段上交車(chē)運行效率的提高情況及對非公交車(chē)運行效率的影響情況如表13所示。從表13可以看出,設置公交專(zhuān)用道后,路段1和路段14上公交車(chē)的運行效率有較明顯的改善,而且對路段上的非公交車(chē)輛的運行產(chǎn)生大的影響,因而路段1和路段14應該優(yōu)先考慮設置公交專(zhuān)用道。其它路段在設置公交專(zhuān)用道后對公交專(zhuān)用道后公交車(chē)運行效率的提高并不明顯。尤其是路段13,由于設置了公交專(zhuān)用道對路段上的非公交車(chē)輛造成了非常嚴重的影響,因而不具備設置公交專(zhuān)用道的可行圖4設量公交專(zhuān)用道時(shí)的車(chē)輛運行狀況(帶小損線(xiàn)的車(chē)遙為公交專(zhuān)用道性表13設置公交專(zhuān)用道后各路段公交車(chē)運行效率的變化情況行程車(chē)速/%停乍延誤/%平均延誤/%停車(chē)次數/%路段編號T16.054-2.7-34020.510.8-34117.92502821.-1231-4.99353.6-52942452|-2582496292.5-2.3136-23.540.927|-2.3-1.112.17.81.5|8.720132-10-2245-24-2.556-24-102350188162.0同時(shí)應該指出的是,由于目前為止TJTS仿真結語(yǔ)模型還未得到有效的驗證,因而目前的應用仍是針筆者通過(guò)較多的示例介紹了TJTS仿真系統的對一些設計的示例而進(jìn)行的,TTS系統的實(shí)例應應用情況。這些應用示例表明,TTS仿真系統作為用還有待于進(jìn)一步研究。個(gè)實(shí)驗分析平臺,既可以在制定各種具體的交通控制、管理及道路設計方案過(guò)程中起到一個(gè)靈活方參考文獻使的輔助設計工具作用,又可以為諸如通行能力、路[1]鄒智軍,城市道路交通仿真研究[D]上海:同濟大學(xué),阻函數等一些基礎性的研究領(lǐng)域提供豐富多樣的實(shí)驗分析數據