微观交通流仿真软件：VISSIM_（12）.交通仿真运行与结果分析-编程实验室

交通仿真运行与结果分析

在微观交通流仿真软件中，仿真运行与结果分析是至关重要的步骤。这一节将详细介绍如何在VISSIM中运行仿真模型并分析仿真结果。我们将从以下几个方面进行讲解：

仿真的基本步骤
仿真运行参数设置
仿真结果输出
结果分析工具
案例研究

1. 仿真的基本步骤

在VISSIM中运行仿真的基本步骤如下：

模型构建：在上一节中，我们已经详细介绍了如何构建交通网络、设置交通流参数和配置交通信号等。
模型验证：在运行仿真之前，需要对模型进行验证，确保所有设置和配置都是正确的。这包括检查网络连通性、信号灯逻辑、交通流参数等。
仿真设置：配置仿真的运行参数，如仿真时间、仿真步长等。
运行仿真：启动仿真并监控其运行状态。
结果分析：仿真结束后，收集并分析仿真结果，以评估交通系统的性能。

2. 仿真运行参数设置

在VISSIM中，仿真运行参数的设置是通过“Simulation”模块完成的。以下是一些关键参数的设置方法：

仿真时间：设置仿真的总持续时间。
仿真步长：定义仿真时间步长，通常为1秒。
仿真次数：可以设置多次仿真以获取更稳定的结果。
随机种子：用于生成随机交通流，确保每次仿真的随机性。

2.1 仿真时间设置

仿真时间的设置决定了模型运行的总时长。这可以在“Simulation”模块的“General”选项卡中完成。

// 设置仿真时间 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimBreakPoint", 3600) // 1小时 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimPeriod", 3600) // 1小时

2.2 仿真步长设置

仿真步长通常设置为1秒，但这可以根据需要进行调整。步长的设置在“Simulation”模块的“General”选项卡中完成。

// 设置仿真步长 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimStepLen", 1) // 1秒

2.3 仿真次数设置

为了获得更稳定的结果，可以设置多次仿真。这在“Simulation”模块的“Replications”选项卡中完成。

// 设置仿真次数 Vissim.Simulation.SetAttValue("Replications", 10) // 10次仿真

2.4 随机种子设置

随机种子的设置确保每次仿真的随机性。这在“Simulation”模块的“Random Number Generators”选项卡中完成。

// 设置随机种子 Vissim.Simulation.SetAttValue("RandomSeed", 12345) // 设置随机种子为12345

3. 仿真结果输出

VISSIM提供了多种方式来输出仿真结果，包括导出数据文件、生成报告和创建图表。以下是一些常见的输出方法：

导出数据文件：可以将仿真结果导出为CSV、Excel等格式的文件。
生成报告：VISSIM可以生成详细的仿真报告，包括交通流量、延误时间、速度等指标。
创建图表：通过图表可以直观地展示仿真结果，如流量-速度图、延误时间分布图等。

3.1 导出数据文件

导出数据文件是将仿真结果保存为外部文件，以便后续分析。以下是一个导出交通流量数据的示例：

// 导出交通流量数据 Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.csv") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileFormat", "CSV") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileType", "Traffic Flow") Vissim.Simulation.Run() Vissim.Simulation.ExportOutputFile("C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.csv")

3.2 生成报告

生成报告可以提供详细的仿真结果，包括各种性能指标。以下是一个生成报告的示例：

// 生成仿真报告 Vissim.Simulation.SetAttValue("ReportFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\SimulationReport.pdf") Vissim.Simulation.SetAttValue("ReportType", "Complete") Vissim.Simulation.Run() Vissim.Simulation.ExportReportFile("C:\\Path\\To\\Output\\SimulationReport.pdf")

3.3 创建图表

创建图表可以直观地展示仿真结果。以下是一个创建流量-速度图的示例：

// 创建流量-速度图 Vissim.Simulation.SetAttValue("ChartFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\FlowSpeedChart.png") Vissim.Simulation.SetAttValue("ChartType", "Flow-Speed") Vissim.Simulation.Run() Vissim.Simulation.ExportChartFile("C:\\Path\\To\\Output\\FlowSpeedChart.png")

4. 结果分析工具

VISSIM提供了多种结果分析工具，包括内置的分析模块和外部工具。以下是一些常见的分析工具：

内置分析模块：VISSIM的内置分析模块可以进行多种分析，如交通流量分析、延误时间分析、速度分布分析等。
外部工具：可以将仿真结果导出到外部工具（如Excel、MATLAB等）进行更复杂的分析。

4.1 内置分析模块

内置分析模块可以直接在VISSIM中使用，以下是一个使用内置分析模块进行交通流量分析的示例：

// 使用内置分析模块进行交通流量分析 Vissim.Simulation.SetAttValue("AnalysisType", "Traffic Flow") Vissim.Simulation.SetAttValue("AnalysisFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlowAnalysis.pdf") Vissim.Simulation.Run() Vissim.Simulation.ExportAnalysisFile("C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlowAnalysis.pdf")

4.2 外部工具

将仿真结果导出到外部工具进行分析是一个常见的做法。以下是一个将交通流量数据导出到Excel并使用MATLAB进行分析的示例：

// 导出交通流量数据到Excel Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileFormat", "Excel") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileType", "Traffic Flow") Vissim.Simulation.Run() Vissim.Simulation.ExportOutputFile("C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx")

在MATLAB中进行分析：

% 读取Excel文件中的数据data=readtable('C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx');% 计算平均流量mean_flow=mean(data.Flow);% 计算流量的标准差std_flow=std(data.Flow);% 绘制流量分布图figure;histogram(data.Flow,'Normalization','probability');title('Traffic Flow Distribution');xlabel('Flow (vehicles/hour)');ylabel('Probability');

5. 案例研究

为了更好地理解仿真运行与结果分析的过程，我们将通过一个具体的案例来进行演示。假设我们有一个简单的城市交通网络，需要评估在高峰时段的交通流量和延误时间。

5.1 案例背景

城市交通网络包含一条主干道和两条次干道，各条道路上都有多个交通信号灯。我们需要评估高峰时段（早上8:00到9:00）的交通流量和延误时间。

5.2 模型构建

在上一节中，我们已经构建了交通网络模型，包括主干道和次干道的连接、交通信号灯的设置和交通流参数的配置。

5.3 仿真设置

设置仿真时间为1小时，仿真步长为1秒，仿真次数为10次，随机种子为12345。

// 设置仿真时间 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimBreakPoint", 3600) // 1小时 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimPeriod", 3600) // 1小时 // 设置仿真步长 Vissim.Simulation.SetAttValue("SimStepLen", 1) // 1秒 // 设置仿真次数 Vissim.Simulation.SetAttValue("Replications", 10) // 10次仿真 // 设置随机种子 Vissim.Simulation.SetAttValue("RandomSeed", 12345) // 设置随机种子为12345

5.4 运行仿真

运行仿真并监控其状态。

// 运行仿真 Vissim.Simulation.Run()

5.5 结果分析

收集仿真结果并进行分析。我们将导出交通流量和延误时间数据，并使用MATLAB进行进一步的分析。

// 导出交通流量数据 Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileFormat", "Excel") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileType", "Traffic Flow") Vissim.Simulation.ExportOutputFile("C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx") // 导出延误时间数据 Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileName", "C:\\Path\\To\\Output\\DelayTime.xlsx") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileFormat", "Excel") Vissim.Simulation.SetAttValue("OutputFileType", "Delay Time") Vissim.Simulation.ExportOutputFile("C:\\Path\\To\\Output\\DelayTime.xlsx")

在MATLAB中进行分析：

% 读取交通流量数据flow_data=readtable('C:\\Path\\To\\Output\\TrafficFlow.xlsx');% 计算平均流量mean_flow=mean(flow_data.Flow);% 计算流量的标准差std_flow=std(flow_data.Flow);% 绘制流量分布图figure;histogram(flow_data.Flow,'Normalization','probability');title('Traffic Flow Distribution');xlabel('Flow (vehicles/hour)');ylabel('Probability');% 读取延误时间数据delay_data=readtable('C:\\Path\\To\\Output\\DelayTime.xlsx');% 计算平均延误时间mean_delay=mean(delay_data.Delay);% 计算延误时间的标准差std_delay=std(delay_data.Delay);% 绘制延误时间分布图figure;histogram(delay_data.Delay,'Normalization','probability');title('Delay Time Distribution');xlabel('Delay (seconds)');ylabel('Probability');