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中观交通仿真研究综述

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论文摘要：文章是对中观交通仿真研究的综述，阐述了交通仿真、宏观交通仿真、中观交通仿真和微观交通仿真的基本概念，介绍了国内外中观交通仿真研究概况，在总结分析的基础上提出了问题及研究方向。

论文关键词：交通仿真,中观交通仿真,模型

1引言

交通仿真具有直观、准确、灵活的特点，是描述复杂道路交通现象的一个有效手段。中观交通仿真是一种能够兼顾宏观交通仿真与微观交通仿真优点来描述交通流动态运行的仿真技术，在交通领域有着其独特的优势。目前，中观交通仿真研究已成为国际上交通工程界的研究热点之一。

2交通仿真

交通仿真是20世纪60年代以来，随着计算机技术的进步而发展起来的采用计算机数字模型来反映复杂交通现象的交通分析方法。交通仿真能反映实际交通系统的特性，分析交通系统在各种设定条件下的可能行为，以寻求现实交通问题的最优解，评价运输设施各类设计方案的效果。

根据交通仿真模型对交通系统描述的细节程度的不同，交通仿真可分为宏观、中观和微观三个层次。

（1）宏观交通仿真模型

其对交通系统的要素及行为的细节描述处于一个较低的程度，着重从全局角度来研究交通系统的特性。宏观交通模型通过流量—密度函数来控制交通流的运行，不对单车运行特征进行描述。典型的宏观仿真问题有路径出行选择问题、网络流量分配问题等。

（2）中观交通仿真模型

其对交通系统的要素及行为的细节描述程度较高。中观交通仿真对交通流的描述往往以若干辆车构成的队列为单元的，能够描述队列在路段和节点的流入流出行为，对车辆的车道变换之类的行为也可以简单的方式近似描述。

（3）微观交通仿真模型

其对交通系统的要素及行为的细节描述程度最高。微观交通仿真以跟车模型为基础，追踪每个车辆的移动过程，可以给出单个车辆的详细结果，包括实际速度、旅行时间、拥堵时间等。不过，这种模型一定程度上受仿真车辆数量的限制，也取决于计算机的CPU及内存容量，多数模型难以在大规模网络上进行在线运行。

相对而言，宏观仿真模型缺乏对道路横纵断面变化和交通控制与管理特点变化的考虑，微观模型虽可以研究交通运营过程及车辆间的相互作用，评价各类新的交通控制与管理技术的利弊，但对复杂的实际网络的适用性稍差。而中观交通仿真是一种能够兼顾宏观交通仿真与微观交通仿真优点的描述交通流动态运行的仿真技术。

3中观仿真模型研究概况

中观仿真模型对交通流的描述以若干辆车构成的队列为单元，能够描述队列在节点的流入流出行为，对车辆的车道变换之类的行为也可以简单的方式近似描述，特别适用于仿真规模庞大、基础数据全面获取有困难的场合，同时使用中观仿真模型还可以提高仿真的速度和效率。

目前比较常见的中观交通仿真模型有：INTEGRATION、DYNASMART、DYNAMIT、TRANSMODELER等国外仿真模型和国内目前正在开发的DYNACASTIM模型。

（1）INTEGRATION：INTEGRATION模型于20世纪80年代中期由加拿大皇后大学的M.VanAerde教授开发，目前已经发布了INTEGRATION2.30版本。INTEGRATION模型混合使用了单车和宏观交通流理论，因而被认为是准微观模型又称为中观交通仿真模型。INTEGRATION中跟驰行驶模型的算法采用运动学模型，单车的速度是基于自由流、达到通行能力、拥挤时的宏观交通流参数。自从20世纪80年代INTEGRATION模型开发出来以后，广泛地应用于美国及其他很多国家的工程项目仿真中，如美国MTOIBIMcCormick-Rankin高速公路交通诱导系统及荷兰的GoudappelCoffeng交通监测系统的开发；加州大学伯克利分校的PATH项目；美国波士顿市中央干道/隧道工程；模型同时在美国通用汽车研究实验室TravTek系统开发(交通路线引导系统)中发挥了重要作用，并应用到了对TravTek(交通路线引导系统)的评估中；在盐湖城冬季奥运会中JHK国际交通咨询公司应用IN-TEGRATION模型对盐湖城的道路交通网络进行了仿真，为冬奥会的交通组织做出了贡献。

（2）DYNASMART：DYNASMART模型于90年代初期由美国德克萨斯州大学奥斯汀分校的Jayakrishnan，Mahmassani等人开发，有DYNASMART-X、DYNASMART-P两种版本，DYNASMART-X开发较早主要用于实时交通信息估计与预测、交通诱导、交通仿真、动态交通分配，DYNASMARFP主要用于交通规划。

（3）DYNAMIT：DYNAMIT是90年代初期美国麻省理工大学MosheBenAkiva教授等人开发的。主要用于：实时交通信息估计与预测、基于预测信息的交通诱导、动态交通分配、基于数据采集及统计分析的交通规划。

（4）TRANSMODELER：TR