VISSIM实用课程资料.docx
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VISSIM实用课程资料
第一部分VISSIM使用说明
1.VISSIM简介
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采用的核心模型是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1.1 VISSIM中的跟车模型(Wiedemann1974)
1.1VISSIM中主要名词术语
VISSIM4.1中主要名词术语介绍见下图1.2。
图1.2 VISSIM4.1中主要名词术语对照图
1.2VISSIM操作界面
VISSIM程序界面分为如下区域:
图1.3VISSIM程序界面
Header标题栏:
显示仿真程序的名称,版本号,当前的升级包编号,以及路网文件名称;如果是DEMO文件,“Demo”的字样会添加在版本号后面。
Menubar菜单栏:
控制程序功能。
Toolbars工具栏:
控制路网编辑器和仿真功能。
Statusbar状态栏:
显示编辑内容和仿真状态。
Scrollbars滚动条:
路网可视区域的垂直和水平滚动。
1.2.1VISSIM菜单
(1)File文件菜单(文件管理和打印命令)
New新建:
初始化系统(关闭路网文件而不保存,创建
新路网文件)。
Open打开:
打开路网文件。
ReadAdditionally附加读取:
再附加读入另一个路网文件。
Save保存:
以相同的路径和名称保存当前的.INP路网文件,快捷键CTRL+S。
SaveAs另存为:
把当前的路网文件另存到选定的路径和文件名。
Import输入:
从文件读取SYNCHRO数据。
Export输出:
数据输出到SYNCHRO或VISUM中。
图1.4文件菜单
PageSetup页面设置:
设置打印输出的参数,弹出窗口如图1.5所示。
勾选适合页面Fittopage后,打印的文件自动调整为覆盖整个页面;勾选横向格式LandscapeFormat后,
文件由竖向排版变成横向排版;文本字段textfields中可以输入项目Project名称和场景Scenario名称,打印时会显示在文件下方。
PagePreview打印预览:
打印前在屏幕上预览打印效果。
Print打印:
将输出数据打印到打印机或文件里。
图1.5页面设置窗口图1.6编辑菜单
(2)Edit编辑菜单(路网编辑命令)
Delete删除:
删除选定路段、编辑器、节点,快捷键DEL。
SplitLink打断路段:
打断选定路段,快捷键F8。
(先选路段,再选择SplitLink,根据对话框提示用鼠标左键点击路段断点位置,弹出对话框,点击ok)
SelectionMode选择模式:
选择对象,有单选(标准设置)、多选、标记模式。
SelectionList选择列表:
打开当前活动路网编辑模式下的路网元素列表
EdgeSelection通路选择:
只在节点模式下处于活动状态,打开所有动态交通分配的通路列表。
AutoRoutingSelection自动选择路径:
只在行车路径决策或停车场模式下才可以激活,打开所有动态交通分配的路径列表。
RotateNetwork旋转路网:
围绕(0,0)旋转整个路网
TranslateNetwork平移路网:
沿x,y,z方向移动整个路网查看。
图1.7视图菜单
(3)View视图菜单(屏幕显示命令和选项)
Options选项:
设置路网、交通显示方式,天空、陆地和道路颜色,软件使用语言和单位。
如图1.8所示。
CenterLine中心线:
显示/关闭中心线,快捷键CTRL+A。
3DMode:
切换2D/3D模式,快捷键CTRL+D。
NetworkElements路网元素:
设置路网元素的显示参数。
ShowNetworkElements显示路网元素:
显示/关闭所有的路网元素,快捷键CTRL+N。
Background背景:
加载并配置背景图片文件。
ShowBackground显示背景:
显示背景图片,快捷键CTRL+B。
StatusBar状态栏:
选择仿真时间显示格式。
LoadSettings加载设置:
打开VISSIM设置文件*.INI。
SaveSettings保存设置:
保存VISSIM设置文件*.INI。
✓
图1.8显示选项路网分页
✓Options选项窗口:
✧Network路网分页:
路网有三种显示方式可以选择,分别是普通Normal、中心线CenterLine、不可见Invisible。
车道标线宽度Lanemarkingwidth默认值是零,此时车道标线不可见,如果需要看见车道标线,可以输入数值,单位是像素pixels。
最小车道宽度Minimumlanewidth默认值也是零,仅在运用集聚值显示模式的仿真过程及路径或公交线路编辑时有效。
注:
普通是指显示路段的全部宽度。
中心线是指显示路段的中心线,显示的颜色包括:
Ø蓝色:
正常路段
Ø绿色:
不可见路段(如:
隧道或地下通道)
Ø粉红色:
连接器
Ø红色:
公交站点
不可见:
选择该项,路段仅在被选中时高亮显示。
图1.9显示选项交通分页
✧Traffic交通分页:
交通有三种显示方式可以选择,分别是单台车辆Individualvehicles、集聚值Aggregatedvalues、不可视Novisualization。
时间间隔Interval是指车辆画面间隔多少个仿真步长刷新一次,默认值为1个仿真步长。
每间隔一个仿真步长全部刷新一次Totalredraweverytimestep是指每隔一个仿真步长画面全部刷新,包括道路、信号灯等画面,当在2D模式下使用单步模式运行仿真程序时,选择该项可以有效地防止视觉上由于车辆移动对背景画面的破坏(当刷新频率达到50Hz时,人眼无法察觉画面闪烁)。
注:
单台车辆:
对每辆车进行独立的动画显示。
2D模式下,车辆显示为有色圆角框;3D模式下,车辆显示为用户指定3D模型,车辆颜色由车辆类型、分类或公交线路决定。
集聚值:
选择该项,路段不显示车辆,而是用颜色标示路段区段的交通状态(平均车速、平均密度等)。
如图1.10。
不可视:
仿真运行期间既不显示车辆也不显示集聚值。
因为实现车辆可视化需要进行大量计算,所以关闭可视化功能可以加快仿真运行速度。
另一种加快仿真运行速度的方法是增大刷新的时间间隔。
图1.10集聚值的交通显示方式
单台车辆的配置Configuration是指设置车辆颜色来显示车辆的不同状态,如图1.11所示,根据速度speed把车辆划分为10个类别,且用不同颜色表示车辆类别。
也可以根据加速度acceleration、parkinglotorigin、parkinglotdestination划分车辆类别。
集聚值的配置Configuration是指设置颜色来显示路段的不同状态,如图1.12所示,该对话框暂时无参数Parameter选择,此时可以点击路段评价LinkEvaluation,打开路段评价配置对话框,选择所需要的参数,例如选择参数速度speed,返回集聚值配置对话框,所选择的参数将显示在参数窗口以及下面的数值列表内,如图1.13所示。
(选择集聚值显示方式前,一定要把路段设置为评价路段)
图1.11单台车辆配置对话框图1.12集聚值配置无参数对话框图1.13集聚值配置对话框
图1.14颜色分页
✧Colors颜色分页:
点击颜色方块可以设置天空sky、大地land、路网links、标记marking的颜色。
Resettodefaultcolors可以重置回到默认颜色。
标记的下拉菜单中可以选择标记对象,包括:
无标记对象none,车道限制路段laneclosure,纵坡段gradient,激活评价路段linkevaluation,有费用/额外费用路段cost/surcharge,连接器关闭路段connectorclosure。
位图显示bitmapdisplay的下拉菜单中可以更改2D模式下的背景图片色彩,选项有颜色最佳Bestforcolors、更黑Moreblack、更白Morewhite。
图1.15语言和单位分页
语言单位分页:
选择语言和单位。
1.2.2工具栏
1.2.3状态栏
状态栏由三部分组成,此处只介绍2D模式下运行仿真时,状态栏所显示数据的含义:
第一部分第二部分第三部分
第一部分:
-716.7:
-741.7是指当前指针位置,单位米。
第二部分:
51.5是指当前仿真钟时间,单位仿真秒;52是指当前信号周期时间,单位仿真秒。
第三部分:
226是指当前路网的车辆数;2.6是实际仿真运行速度;528是指能够实时仿真的最大车辆数(仅当仿真运行速度设为最大时显示)。
下面,针对每一步进行具体介绍。
2.定义路网属性
2.1物理路网
2.1.1准备底图的创建流程
VISSIM4.1能够显示的底图来源有两种文件格式:
注意:
DWG和DXF格式随着AutoCADTM版本的更新而更新。
目前,VISSIM支持AutoCADR13和R14版本的文件格式。
如果无法加载DWG文件,请将其转换成DXF文件后重新加载,也可以将DWG或DXF文件保存为AutoCADTM早期版本的文件格式。
1)导入底图:
选中View菜单—〉Background—〉Edit…,选择需要导入VISSIM的目标图片文件。
如果图片文件的规模较大,该过程将花费一些时间。
如图2.1所示。
如果欲加载VISSIM无法支持的图片文件,将出现错误消息框。
图2.1 导入底图操作示意图
2)关闭背景选择窗口,在巡航工具栏中点击
,显示整个地图。
3)再次打开背景选择窗口,选择待缩放的文件,点击Scale,图2.2。
此时,鼠标指针变成一把尺,尺的左上角为“热点”—〉按住并沿着标距拖动鼠标左键—〉释放鼠标,根据导入底图的实际尺寸,输入两点间的实际距离,点击OK,见图2.3。
VISSIM路网的比例一经确定就无法改变,建议在背景图片的缩放操作过程中尽量做到精确。
图2.2背景选择窗口图2.3 导入底图的实际尺寸
4)在Background选择窗口中点击Origin,见图2.4,可以将背景图片移动到目标位置。
此时,鼠标指针变成手掌形状,大拇指为“热点”。
按住鼠标左键,可以把背景图片拖到一个新的位置。
一般情况下,只要导入的第一张位图不是必须与已有的VISSIM路网重合,就不需要对其进行移动。
图2.4 背景图片移动
5)依次选择:
View菜单—〉Background—〉Parameters…,见图2.5,点击Save,见图2.6。
永久保存背景图片的当前比例和原始信息。
图2.5 保存背景图片选择菜单图2.6 保存背景图片
注意:
1)背景图片不能被无限缩放。
当背景图片放大到一定程度时,它可能会消失,将其缩小后,能够再次出现。
2)建立整体背景图片后,可以采用同样的方式加载、缩放其它局部区域的背景图片,并将其移动到正确的位置。
为了正确地放置这些局部背景图片,建议:
首先,创建一个粗略的VISSIM路网。
然后,在需要移动到正确位置的局部背景图片与整体背景图片的重叠位置设置路段。
为了更好地完成这一过程,最好在背景图片拼接位置的边缘暂时性地设置一些VISSIM路段。
提示:
当加载了一张或多张的背景图片时,依次选择:
View菜单—〉ShowBackground,或默认快捷键
2.1.2添加路段(Links)
定义好比例尺后,下一步就可以开始画Link线了。
VISSIM路网编码的第一步工作是描绘路段轨迹:
寻找进出交叉口的所有道路,确定道路上的车道数。
每条道路表示为一个路段。
选中快捷工具栏上的
,在路段的起始位置点击鼠标右键,沿着交通流运行方向将其拖动至终点位置,释放鼠标,会出现图2.7所示界面,创建一路段(Link)。
Number——路段(Link)的编号:
路段的唯一编号(仅能在创建路段时编辑);
LinkLength——路段(Link)的长度;
Type——路段类型:
它控制了诸如路段颜色、驾驶行为等特征量(Theright-sideruleallowsovertakingofothervehiclesintheleftlanewithrestrictions);
LanesWidth——车道宽度;定义路段上每条车道的宽度;
VariousLandWidths——不同车道宽度:
分别定义每条车道的宽度;
LandClosure——车道限制:
针对选定的车辆类别关闭路段的一条或多条车道,实时禁行管理(车辆类别选择和不选都是用ctrl键)。
车道关闭对车辆运行的影响如下:
–禁行车辆不能在禁行车道上行驶。
–禁行车辆不能进入禁行车道(从交通量输入开始),除非所有车道全都禁行该类车辆。
图2.7 创建路段输入界面
Display:
显示,见图2.8。
图2.8 创建路段显示输入界面
Height(3D)——高程(3D):
路段起点和终点的高程,用于3D模式,它对驾驶行为没有任何影响。
RecalculateSplinePiontHeight——重新计算化分点高度:
根据路段起点和终点的高程,重新计算中间点的高程。
Visualization——可视化:
不选择该项,则仿真运行期间不显示车辆。
它可用于建模2D模式下的隧道和高架下面的道路。
3D模式下,最好采用设置高程的方法。
Label——标识:
单独设置路段标识的显示与否。
Other:
其他,见图2.9。
图2.9 创建路段其它输入界面
Gradient——路段(Link)的坡度:
它能够改变车辆的加减速能力(+1%的坡度值相当于加速度降低0.1m/s2,-1%的坡度值相当于加速度增加0.1m/s2),但是在3D模式下无法体现道路坡度的视觉效果。
如果既要坡度改变车辆的加减速性能,又要坡度在3D模式下可视,那么就要既设置坡度又要设置高程。
Generateoppositedirection——生成相反方向:
同时生成一条与待定义路段具有相同曲率和车道数的反向路段。
新生成的反向路段与待定义路段紧邻。
No.ofLanes——对向路段(Link)的车道数;
ChangeDirection——改变车道行驶的方向;
Cost…——费用:
打开路段窗口,设置路段的费用和额外费用。
动态交通分配中,这些数值用作评价路段上的车辆行驶费用。
Evaluation——评估路段长度:
激活区段评价功能,定义区段长度。
该功能与交通流显示、统计数据选项、路段评价等功能有关。
注意:
1)路段上的车道数始终保持恒定,若车道数发生变化,必须重新建立一个路段。
如果要改变已有路段上的车道数,依次选择:
Edit→SplitLink,在车道数变化位置打断路段(默认快捷键为
2)对于画好的路段(Link),用鼠标左键选中,双击左键同样可以出现图2.7所示界面。
注意:
路段(Link)是有向线段,方向与车辆行驶方向一致。
3)编辑线段曲率:
先选中欲编辑的路段,插入中间点的位置点击鼠标右键,即可插入一个节点;用鼠标左键按住节点拖动,即可调整Link形状。
4)删除:
将欲删除的中间点移动到其它中间点上。
如果要删除一组中间点,则将该组的最后点移动到最前点上。
2.1.3连接器
用鼠标左键单击快捷工具栏上的连接按钮——
,用鼠标左键单击作起点的路段,将鼠标指向第一个节点,按住鼠标右键拖动到期望的终点位置(另一个路段),松开鼠标,将会出现图2.10所示对话框,选择要相互连接的车道,即可。
注意:
1)Lane1代表最右边的车道,依次类推。
2)连接的车道数要匹配。
Lanechange——定义车辆变车道的位置;
Emerg.Stop——定义车辆最后可能变车道的位置;
Gradient——定义连接段坡度(在other分页);
Spline——使曲线圆滑。
图2.10 车道连接器对话框
注意:
绘制环形交叉口时,交织区单独画,交织区的起点是合流点,交织区的终点是分流点,入口道和下游相邻交织区的起点相连,出口道和上游相邻交织区的终点相连。
2.2定义交通属性
2.2.1定义分布
VISSIM中的许多参数是以分布的形式定义的(非固定值),这样能够真实地反映出交通的随机性本质。
大多数的分布采用经验或随机数据进行定义。
依次选择:
BaseData→Distribution,如图2.11,访问所有的分布。
图2.11 数据定义窗口
1)目标车速分布
交通构成中,每种车辆类型都可以定义目标车速的随机分布。
依次选择:
BaseData→Distribution→DesiredSpeed…,打开期望车速分布窗口。
如图2.12。
图2.12 期望车速分布窗口
通过Edit…键可以编辑VISSIM软件提供的缺省速度分布特性
通过New…键可以自己定义新的速度分布特性
选择Edit键,将弹出图2.13所示的对话框:
图2.13 期望车度分布特性
用户需要在图表上方的两个文本框内输入目标车速分布的两个最值(左侧为最小值,右侧为最大值)。
在空白处输入最小速度和最大速度后,下面区域会出现一条直线,即累计频率曲线。
在这条直线上单击鼠标右键,直线上会增加一个节点,将鼠标指针移到节点上,按住鼠标左键,可以拖动节点来完成速度分布情况。
2)车辆重量分布
HGV的重量定义为重量分布,它与功率分布共同作用,影响斜坡行驶车辆的驾驶行为。
依次选择:
BaseData→Distribution→Weight,打开车辆重量窗口,在此可对重量分布进行相关的操作。
3)车辆功率分布
HGV的功率定义为功率分布,它与重量分布共同作用,影响斜坡行驶车辆的驾驶行为。
依次选择:
BaseData→Distribution→Power,打开功率分布窗口,在此对功率分布进行相关的操作。
4)车辆颜色分布
颜色分布只用于图形显示,对仿真结果没有影响。
依次选择:
BaseData→Distribution→Color…,打开颜色分布窗口。
VISSIM使用颜色分布替代车辆类型与其颜色的一一对应功能。
即使要求只使用一种颜色表示一种车辆类型,仍然需要定义一种颜色分布。
(在默认颜色分布中,颜色前的数值表示比例)
5)车辆模型分布
6)停车时间分布
7)车辆模型年份分布
8)车辆行驶里程分布
9)温度分布
注:
分布确定后,在BaseData→vehicletypes中,可以分别给各种车型选择相应的车辆颜色分布和车辆模型分布类型。
2.2.2目标车速变化
当VISSIM路网的自由流车速发生变化时,需要定义一个车速分布变化。
定义车速分布变化的方法有两种:
Ø暂时性车速变化(如:
车辆转向),使用减速区定义
Ø永久性车速变化,使用目标车速决策定义
这两种方法的主要差别在于:
使用减速区定义时,车辆在接近减速区时自动开始减速,并在刚刚到达减速区时正好达到设定的车速,通过减速区后,车辆自动加速到原有车速;使用目标车速决策定义时,只能改变通过目标车速决策断面的车辆的车速。
1.减速区
1)选择减速区模式
。
2)选择需要设置减速区的路段或连接器。
3)在路段/连接器上减速区的起点,点击鼠标右键,沿着路段/连接器将其拖动到目标位置。
减速区的长度同时被定义。
4)释放鼠标,打开创建减速区窗口,如图2.14。
5)针对通过该路段/连接器的每一车辆类型定义合适的车速和加速度。
6)点击确定。
图2.14 创建减速区窗口
注意:
1)对于多车道路段,需要为每一条车道分别定义减速区。
2)车辆通过减速区的起点后,减速区才能起到减速效果。
3)减速区只能用于降低车速,不能增加车速。
4)不能跨路段建立减速区。
2.目标车速决策
1)选择目标车速决策点模式
。
2)选择需要设置目标车速决策点的路段/连接器。
3)在目标位置点击鼠标右键,打开创建目标车速决策点窗口,见图2.15。
4)针对通过该路段/连接器的每一车辆类别定义合适的车速分布。
5)点击确定。
图2.15 目标车速决策点窗口
注意:
1)对于多车道路段,需要为每一条车道分别定义目标车速决策点。
2)目标车速决策点定义了车速发生变化的起点。
通过目标车速决策点后,车辆进行加速或减速。
根据当前车速,车辆将在下游的某一点达到目标车速。
3)对于没有进行定义的车辆,在其通过目标车速决策点的前后,车速将不发生变化。
2.2.3交通构成
交通构成是对进入VISSIM路网的每一股交通流构成的定义。
注意:
公交线路上的交通构成需要单独定义。
交通构成是VISSIM输入交通流量的一个组成部分,需要在定义输入交通流量之前对其进行定义,行人流量也可以定义为一种交通构成。
依次选择:
TrafficComposition…,定义输入交通流量的交通构成,如图2.16。
交通构成包括一种或多种车辆类型及其在输入交通流量中所占的相对比例,以及车速分布的列表。
图2.16 交通流量的交通构成输入窗口
2.2.4交通流量的输入
用户可以定义不同时间进入路网的交通流量。
输入交通流量与路段和时间间隔有关。
在某一时间间隔内,车辆进入路段的规律服从泊松分布。
若定义的输入交通流量超过了路段的通行能力,车辆将在路网外部“堆积”。
当“堆积”的车辆无法在定义的时间间隔内进入路网时,VISSIM将产生一条错误信息,同时写入日志文件(*.err),并在仿真运行结束时通知用户。
1)选择输入交通流量模式
。
2)选择需要定义输入交通流量的路段。
3)鼠标左键双击该路段,打开车辆输入窗口。
4)点击新建,创建一个新的输入交通流量;点击编辑,打开编辑车辆输入窗口,编辑已有的交通流量输入,如图2.17。
5)定义输入交通流量属性。
6)点击确定。
采用相同方法定义其它时间间隔的输入交通流量。
图2.17 交通流量输入
2.3路线选择与转向
车辆的行驶路径由从路径决策起点(红线)到路径决策终点(绿线)的一个固定的路段和连接器序列组成。
路径决策起点与路径决策终点是一对多的关系。
车辆行驶路径的长度不是一个固定值。
行驶路径决策功能仅对经过定义的车辆和没有任何路径信息的车辆起作用,这些车辆只有在通过路径决策终点后才能够接收新的路径信息。
一条线路是指从路线选择点到目的点的路段和连接段固定顺序,每一个路线选择点可以有多个目的点。
建立行驶路径方法如下:
1)用鼠标左键选中—按钮
;
2)用鼠标左键单击某一条道路,选中这条道路;
3)在希望选择路线的地方单击鼠标右键,路段上会出现条红色的短线,然后弹出图2.18所示的对话框:
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