專利名稱：基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于虛擬仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展，我國逐漸成為世界政治、經(jīng)濟(jì)、文化和體育強(qiáng)國， 越來越多的世界級大型活動選擇在中國舉行，如2008年北京奧運(yùn)、2010年上海世博會、 2010年廣州亞運(yùn)會等都在中國上演。大型活動的舉辦豐富了市民的物質(zhì)文化生活，同時提高了城市的國內(nèi)國際影響力，并給城市帶來了難得的發(fā)展機(jī)遇和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。但大型活動在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時，其交通強(qiáng)聚散性和短時性特點(diǎn)給城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)和交管部門的交通組織管理水平帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，為此，大型活動前一般會制定一系列交通決策方案，而為檢驗(yàn)大型活動前制定的一系列交通決策方案的合理性，交通仿真變得十分重要。交通仿真按仿真模型所描述系統(tǒng)的細(xì)致程度和側(cè)重角度分為宏觀交通仿真、中觀交通仿真、微觀交通仿真。目前常用的宏中微觀交通仿真平臺均是各自為陣，很難從整體上對城市交通運(yùn)作狀況、大型活動交通運(yùn)作狀況進(jìn)行全面、系統(tǒng)地分析，因此，一種能集成宏、 中、微觀交通仿真平臺、各仿真平臺數(shù)據(jù)交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)變得非常重要，其既能全面、系統(tǒng)分析城市和大型活動交通運(yùn)作狀況，又能集中數(shù)據(jù)管理、操作控制，提升仿真精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在宏觀、中觀、微觀仿真平臺獨(dú)立仿真的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各層仿真系統(tǒng)、不同仿真平臺數(shù)據(jù)的交互利用，能系統(tǒng)、全面的模擬大型活動車流、人流交通運(yùn)作狀況，為大型活動的交通決策方案提供技術(shù)依據(jù)的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，包括
用于仿真分析城市整體交通運(yùn)作狀況、大型活動交通政策方案實(shí)施效果的宏觀交通仿真模塊；
用于仿真分析大型活動交通專用道的設(shè)置對城市交通走廊的影響情況、大型活動涉及的重要活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況的中觀交通仿真模塊，其與宏觀交通仿真模塊連接；
用于仿真大型活動舉辦時車流和人流集散的車流和人流交通運(yùn)作狀況的微觀交通仿真模塊，其與中觀交通仿真模塊連接；
用于采集、融合、存儲交通仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為宏、中、微觀交通仿真模塊提供數(shù)據(jù)依據(jù)， 并根據(jù)宏、中、微觀交通仿真模塊仿真結(jié)果對其自身數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和反饋的數(shù)據(jù)采集與融合模塊，所述數(shù)據(jù)采集與融合模塊分別和宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接。數(shù)據(jù)采集與融合模塊為宏觀、中觀和微觀交通仿真模塊提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，宏觀交通仿真模塊為中觀交通仿真模塊提供基礎(chǔ)OD矩陣和路網(wǎng)模型，中觀交通仿真模塊又可為微觀交通仿真模塊提供基礎(chǔ)OD數(shù)據(jù)和路網(wǎng)模型，宏觀、中觀、微觀交通仿真模塊逐漸深化，層層遞進(jìn)，每個層次仿真結(jié)果通過地理信息數(shù)據(jù)庫和EXCEL轉(zhuǎn)換反饋到數(shù)據(jù)采集與融合模塊，循環(huán)優(yōu)化，形成一套完整的宏觀、中觀、微觀一體化的交通仿真集成系統(tǒng)；
上述方案中，所述數(shù)據(jù)采集與融合模塊設(shè)置有如下單元
用于存儲道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息的地理信息數(shù)據(jù)采集單元，所述道路交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括道路坐標(biāo)、道路長度、車道數(shù)、道路等級、道路通行能力、道路自由行駛速度；軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括軌道坐標(biāo)、車站位置、軌道長度；
用于存儲道路交通流量和車速數(shù)據(jù)、軌道交通站點(diǎn)客流集散量和斷面客流調(diào)研數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元；
用于儲存城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量的分布數(shù)據(jù)、儲存城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)的交通源及居民出行特征信息管理單元，所述城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)包括出行強(qiáng)度、出行目的、出行方式、時間分布、空間分布、出行耗時、出行距離；
用于存儲大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)的大型活動相關(guān)信息存儲單元，所述大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)包括大型活動交通政策方案、大型活動專用車道方案、大型活動安排信息。上述方案中，所述現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元中存儲有基于微波流量檢測器的道路流量檢測數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元對采集到道路流量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、時間點(diǎn)修正、數(shù)據(jù)降噪和平滑、數(shù)據(jù)修補(bǔ)和矯正的修正處理，再對經(jīng)過修正后的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)車轉(zhuǎn)換處理融合，作為交通分析常用的流量數(shù)據(jù)。其中所述數(shù)據(jù)清洗指的采用數(shù)據(jù)清理規(guī)則處理道路流量檢測數(shù)據(jù)，剔除交通流量、速度和占有率超出合理閥值的數(shù)據(jù)， 剔除交通流量、速度和占有率之間的關(guān)系不符合交通流理論的數(shù)據(jù)；所述時間點(diǎn)修正指的是對時間漂移的微波流量檢測器，依據(jù)采集時段與標(biāo)準(zhǔn)時段之間匹配關(guān)系，對其進(jìn)行匹配、 缺失或平均處理；所述數(shù)據(jù)降噪和平滑指的是對微波流量檢測器所附帶的數(shù)據(jù)背景噪聲， 采用一次指數(shù)平滑法進(jìn)行數(shù)據(jù)降噪、平滑；所述數(shù)據(jù)修補(bǔ)和矯正指的是對微波流量檢測器所檢測數(shù)據(jù)缺失的，采用以鄰近時段或鄰近的上下游地點(diǎn)數(shù)據(jù)來修補(bǔ)。上述方案中，所述標(biāo)準(zhǔn)車是根據(jù)歷史人工調(diào)查的車型比例，將車輛按照不同車輛長度分成小客車、大客車、小貨車、大貨車、公共汽車、出租車。上述方案中，所述宏觀交通仿真模塊包括
通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取包括道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息、城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量、城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真的城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元；
通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動交通政策對城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元的仿真結(jié)果進(jìn)行修正的大型活動交通政策應(yīng)用仿真單元。上述方案中，所述中觀交通仿真模塊包括
通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動相關(guān)信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動專用道進(jìn)行交通仿真的專用道交通仿真單元；通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動涉及的重要活動區(qū)域進(jìn)行交通仿真的重點(diǎn)活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況仿真單元。上述方案中，所述微觀交通仿真模塊包括
通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時車流集散進(jìn)行交通仿真的微觀車流仿真單元；
通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時人流集散進(jìn)行交通仿真的微觀人流仿真單元。上述方案中，所述中觀交通仿真模塊中設(shè)置有城市道路速度流量標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊采集處理的道路交通流量和車速數(shù)據(jù)對各等級城市道路進(jìn)行速度一流量曲線標(biāo)定，通過對城市道路的速度、流量進(jìn)行分析，把城市道路劃分為高速路、 快速路、主干道、次干道、支路并利用速度、流量進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果再進(jìn)行仿真能夠大大提高仿真精度。上述方案中，所述微觀交通仿真模塊中設(shè)置有行人步行特征標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取行人集散特征數(shù)據(jù)對人流進(jìn)行分類標(biāo)定。通過對城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取行人集散特征數(shù)據(jù)，對兒童、青壯年、老年進(jìn)行標(biāo)定，能夠大大提高微觀人流仿真精度。上述方案中，所述系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)為平臺進(jìn)行集成，其以動態(tài)鏈接庫形式通過動態(tài)綁定COM接口與中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接。通過地理信息系統(tǒng)融合數(shù)據(jù)采集與融合模塊中的數(shù)據(jù)，在統(tǒng)一的界面中進(jìn)行相關(guān)仿真和查詢，極大方便了用戶的仿真和操作，實(shí)現(xiàn)不同仿真模塊的精確融合和控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是
(1)目前宏觀、中觀、微觀交通仿真平臺主要獨(dú)立用于不同層面的交通仿真，本發(fā)明以地理信息系統(tǒng)GIS為平臺，整合城市人口、就業(yè)、土地利用、居民出行特征、交通網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)將宏、中、微觀交通仿真平臺進(jìn)行集成，利用COM接口技術(shù)融合中觀仿真 VISUM和微觀仿真VISSIM，實(shí)現(xiàn)以GIS為中間數(shù)據(jù)平臺的融合功能，進(jìn)行各仿真平臺的數(shù)據(jù)交互，大大加強(qiáng)各層面交通仿真平臺數(shù)據(jù)的融合和傳承，方便管理，統(tǒng)一控制，能夠全面和系統(tǒng)評價大型活動交通決策方案的實(shí)施效果；
(2)利用數(shù)據(jù)采集與融合模塊統(tǒng)一為宏、中、微觀交通仿真模塊輸入數(shù)據(jù)，將宏、中、微觀交通仿真模塊緊密結(jié)合起來，為宏、中、微觀交通仿真模塊提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)來源，提高了數(shù)據(jù)源的一致性，在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，三個仿真模塊的仿真能夠很好地實(shí)現(xiàn)交互使用， 使得三個仿真模塊在交互使用后不但不會因?yàn)閿?shù)據(jù)來源問題導(dǎo)致仿真結(jié)果的偏差，反而會因?yàn)閺暮暧^、中觀到微觀的仿真，實(shí)現(xiàn)層層遞進(jìn)，進(jìn)一步提高了仿真的精度，而且通過宏、 中、微觀交通仿真結(jié)果對交通數(shù)據(jù)采集與融合模塊的反饋，相互能循環(huán)優(yōu)化，更大大提高各層面交通仿真精度；
(3)采用動態(tài)鏈接庫形式，動態(tài)綁定COM接口，重寫數(shù)據(jù)讀取及操作函數(shù)，實(shí)現(xiàn)在地理信息平臺中融合處理中觀交通仿真模塊及微觀交通仿真模塊。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖2是本次發(fā)明中現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元對交通檢測器采集的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的流程圖3是本次發(fā)明中對交通數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)車型轉(zhuǎn)換的具體處理方法圖； 圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖5是本次發(fā)明各層交通仿真平臺數(shù)據(jù)交互利用的流程圖； 圖6是中觀交通仿真平臺中高速路速度——流量曲線標(biāo)定擬合圖； 圖7是中觀交通仿真平臺中快速路速度——流量曲線標(biāo)定擬合圖； 圖8是中觀交通仿真平臺中主干道速度——流量曲線標(biāo)定擬合圖； 圖9是中觀交通仿真平臺中次干道速度——流量曲線標(biāo)定擬合圖； 圖10是中觀交通仿真平臺中支路速度——流量曲線標(biāo)定擬合圖； 圖11是自由流男性步速特征分布圖； 圖12是自由流女性步速特征分布圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。如圖1所示，為本發(fā)明一種基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖，其包括數(shù)據(jù)采集與融合模塊、宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊和微觀交通仿真模塊，數(shù)據(jù)采集與融合模塊分別和宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接，中觀交通仿真模塊與宏觀交通仿真模塊連接，微觀交通仿真模塊與中觀交通仿真模塊連接。數(shù)據(jù)采集與融合模塊采集、融合、存儲交通仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為宏、中、微觀交通仿真模塊提供數(shù)據(jù)依據(jù)，并根據(jù)宏、中、微觀交通仿真模塊仿真結(jié)果對其自身數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和反饋的數(shù)據(jù)采集與融合模塊。數(shù)據(jù)采集與融合模塊中的數(shù)據(jù)主要通過收集整理歷史和現(xiàn)狀資料數(shù)據(jù)、相關(guān)規(guī)劃情況、現(xiàn)場調(diào)查及各交通檢測器數(shù)據(jù)，部分由相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)計(jì)算得出。數(shù)據(jù)采集與融合模塊設(shè)置有如下單元
地理信息數(shù)據(jù)采集單元，用于存儲道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息，道路交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括道路坐標(biāo)、道路長度、車道數(shù)、道路等級、道路通行能力、道路自由行駛速度；軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括軌道坐標(biāo)、車站位置、軌道長度；
現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元，用于存儲道路交通流量和車速數(shù)據(jù)、軌道交通站點(diǎn)客流集散量和斷面客流調(diào)研數(shù)據(jù)；現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元中存儲有基于微波檢測器的道路流量檢測數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元對微波檢測器采集到道路流量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、時間點(diǎn)修正、數(shù)據(jù)降噪和平滑、數(shù)據(jù)修補(bǔ)和矯正的修正處理，再對經(jīng)過修正后的車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)車轉(zhuǎn)換處理融合，作為交通分析常用的流量數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)車是根據(jù)歷史人工調(diào)查的車型比例，將車輛按照不同車輛長度分成小客車、大客車、小貨車、大貨車、公共汽車、出租車，如圖2和圖3所示。其中所述數(shù)據(jù)清洗指的采用數(shù)據(jù)清理規(guī)則處理交通數(shù)據(jù)， 剔除交通流量、速度和占有率超出合理閥值的數(shù)據(jù)，剔除交通流量、速度和占有率之間的關(guān)系不符合交通流理論的數(shù)據(jù)；所述時間點(diǎn)修正指的是對時間漂移的微波檢測器，依據(jù)采集時段與標(biāo)準(zhǔn)時段之間匹配關(guān)系，對其進(jìn)行匹配、缺失或平均處理；所述數(shù)據(jù)降噪和平滑指的是對交通檢測器所附帶的數(shù)據(jù)背景噪聲，采用一次指數(shù)平滑法進(jìn)行數(shù)據(jù)降噪、平滑；所述數(shù)據(jù)修補(bǔ)和矯正指的是對微波檢測器所檢測數(shù)據(jù)缺失的，采用以鄰近時段或鄰近的上下游地點(diǎn)數(shù)據(jù)來修補(bǔ)。交通源及居民出行特征信息管理單元，其將整個城市區(qū)域劃分為若干交通小區(qū)， 用于儲存城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量的分布數(shù)據(jù)、儲存城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)，城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)包括出行強(qiáng)度、出行目的、出行方式、時間分布、空間分布、出行耗時、出行距離；
大型活動相關(guān)信息存儲單元，用于存儲大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)，大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)包括大型活動交通政策方案、大型活動專用車道方案、大型活動安排信息；
宏觀交通仿真模塊，用于仿真分析城市整體交通運(yùn)作狀況、大型活動交通政策方案實(shí)施效果，對大型活動交通政策方案進(jìn)行技術(shù)評價。宏觀交通仿真模塊包括
城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取包括道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息、城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量、城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真的；其采用四階段法仿真城市常態(tài)交通運(yùn)作，包括各交通小區(qū)的居民出行生成、小區(qū)間的出行分布、居民出行方式結(jié)構(gòu)、道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)流量分配，仿真過程中獲取了小客車、出租車和貨車出行的三個基礎(chǔ)OD矩陣。大型活動交通政策應(yīng)用仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動交通政策對城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元的仿真結(jié)果進(jìn)行修正，修正的內(nèi)容包括居民出行生成、出行分布數(shù)據(jù)，確定居民出行方式轉(zhuǎn)移情況，重新對道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流量分配，得出大型活動舉辦場所與駐地、駐地與交通樞紐間的行程時間、居民出行時間分布特征、路網(wǎng)車速指標(biāo)。中觀交通仿真模塊，用于仿真分析大型活動交通專用道的設(shè)置對城市交通走廊的影響情況、大型活動涉及的重要活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況。中觀交通仿真模塊包括
專用道交通仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動相關(guān)信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動專用道進(jìn)行交通仿真；利用宏觀仿真模塊得到大型活動期間小客車、出租車、貨車出行OD矩陣，設(shè)置亞運(yùn)專用道網(wǎng)絡(luò)，加載OD矩陣分配路網(wǎng)流量，得到大型活動舉辦期間專用車道連接場所間的行程時間、專用道所在道路車速和飽和度指標(biāo)數(shù)據(jù)；
重點(diǎn)活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動涉及的重要活動區(qū)域進(jìn)行交通仿真用。通過設(shè)置大型活動舉辦場所所在城市區(qū)域的交通運(yùn)作狀況仿真子單元，輸入大型活動安排信息，得到大型活動每天每小時進(jìn)散場人流交通需求，根據(jù)大型活動相關(guān)安排得到各類參與活動人員的出行方式，仿真分析得出大型活動各類人員的機(jī)動車需求，通過宏觀仿真模塊獲取各個重點(diǎn)城市區(qū)域的日常交通需求OD矩陣和路網(wǎng)模型，加載大型活動機(jī)動車需求得出各個重點(diǎn)活動區(qū)域周邊主要道路交通運(yùn)作狀況指標(biāo)數(shù)據(jù)。中觀交通仿真模塊中設(shè)置有城市道路速度流量標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊采集處理的道路交通流量和車速數(shù)據(jù)對各等級城市道路進(jìn)行速度——流量標(biāo)定。通過對城市道路的速度、流量進(jìn)行分析，把城市道路劃分為高速路、快速路、主干道、次干道、支路并利用速度、流量進(jìn)行標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定結(jié)果再進(jìn)行仿真能夠大大提高仿真精度。
微觀交通仿真模塊，用于仿真大型活動舉辦時車流和人流集散的車流和人流交通運(yùn)作狀況。微觀交通仿真模塊包括
微觀車流仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時車流集散進(jìn)行交通仿真；通過大型活動安排信息得出大型活動舉辦時散場機(jī)動車交通需求，利用VISSIM微觀仿真平臺仿真大型活動舉辦時散場車流交通運(yùn)作狀況，得到仿真三維視頻和散場時間數(shù)據(jù)，評價大型活動舉辦時散場車流交通運(yùn)作效果；
微觀人流仿真單元，通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時人流集散進(jìn)行交通仿真；通過大型活動安排信息得出大型活動舉辦時進(jìn)散場人流需求，利用LEGION微觀仿真平臺仿真散場人流疏散過程，得到二維和三維人流疏散仿真視頻、密度分布、重要節(jié)點(diǎn)人流疏散運(yùn)作、安檢口進(jìn)場排隊(duì)狀況等運(yùn)作數(shù)據(jù)，提出對大型活動進(jìn)散場組織方案的合理評價。微觀交通仿真模塊中設(shè)置有行人步行特征標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動行人散場特征數(shù)據(jù)對人流進(jìn)行分類標(biāo)定。通過對大型活動行人散場特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對兒童、青壯年、老年進(jìn)行標(biāo)定，能夠大大提高微觀人流仿真精度。本系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)為平臺進(jìn)行集成，其以動態(tài)鏈接庫形式通過動態(tài)綁定COM 接口與中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接，重寫數(shù)據(jù)讀取及操作函數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同版本交通仿真模塊的精確融合控制。通過地理信息系統(tǒng)融合數(shù)據(jù)采集與融合模塊中的數(shù)據(jù)， 在統(tǒng)一的界面中進(jìn)行相關(guān)仿真和查詢，極大方便了用戶的仿真和操作，實(shí)現(xiàn)不同仿真模塊的精確融合和控制。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。如圖4所示，為本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖。本發(fā)明將交通仿真集成系統(tǒng)平臺總體上分為底層支撐、中層接口及用戶界面三部分，底層以Net Framework 2. 0及DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為支撐，提供必要的軟件運(yùn)行環(huán)境及數(shù)據(jù)支持；中層接口主要包括Arcgic Engine, VISUM Com、VISSIM Com、ExportExcel. dll、GZMicrowaveFlowReader. dll 等接口模塊，實(shí)現(xiàn)對地理空間、交通流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、統(tǒng)計(jì)、輸出等功能；用戶界面部分包含了地理信息顯示、 綜合仿真控制、數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計(jì)查詢等操作界面，提供友好的用戶操作體驗(yàn)。本實(shí)施例是基于CUBE宏觀仿真平臺、VISUM宏觀或中觀仿真平臺、微觀車流仿真平臺VISSIM、微觀人流仿真平臺LEGION進(jìn)行的。在數(shù)據(jù)處理方面，本實(shí)施例的系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心，對地理空間數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、OD需求矩陣等進(jìn)行有機(jī)整合，并為各個應(yīng)用模塊提供數(shù)據(jù)，主要數(shù)據(jù)流程框圖，如圖5所示。系統(tǒng)以地理信息顯示界面為基礎(chǔ)，展示整個城市的交通網(wǎng)，并通過菜單欄提供軟件的所有功能模塊；在應(yīng)用集成方面，平臺系統(tǒng)通過綜合仿真控制界面，把各個模塊有機(jī)的統(tǒng)合到一起進(jìn)行操作、控制；在結(jié)果顯示上，提供了流量顯示，道路信息、運(yùn)行狀況查詢統(tǒng)計(jì)。下面對宏觀、中觀、微觀三個交通仿真模塊的建立和應(yīng)用進(jìn)行逐一闡述。( 1)宏觀交通仿真模塊的建立與應(yīng)用
宏觀交通仿真模塊包括城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元和大型活動交通政策應(yīng)用仿真單元兩大單元，分別對城市常態(tài)交通運(yùn)作和大型活動交通政策應(yīng)用進(jìn)行仿真，其具體建立步驟如下
第一步構(gòu)建交通分區(qū)系統(tǒng)。首先將整個城市區(qū)域劃分為若干交通小區(qū)，并對各個交通小區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，將采集的城市交通分區(qū)系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP格式文件，分別導(dǎo)入CUBE 宏觀仿真平臺和VISUM仿真平臺中。第二步建立道路交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。將采集的城市道路交通網(wǎng)絡(luò)地理信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SHP格式文件，導(dǎo)入CUBE宏觀仿真平臺和VISUM仿真平臺中，建立仿真系統(tǒng)的路網(wǎng)模型， 本實(shí)施例的宏觀交通仿真模塊將路段分為高速路、快速路、主干道、次干道、支路、輔助路段和匝道7大類，共沈小類，并將單向道路(匝道)的反向路段設(shè)置為zero類型，該類型道路所有類型車輛均不能通行，并根據(jù)現(xiàn)狀交通組織圖調(diào)整各路口的交通組織，路段分類及基本屬性設(shè)置見表1。表1路段類型分類及基本屬性表
權(quán)利要求
1.一種基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，包括用于仿真分析城市整體交通運(yùn)作狀況、大型活動交通政策方案實(shí)施效果的宏觀交通仿真模塊；用于仿真分析大型活動交通專用道的設(shè)置對城市交通走廊的影響情況、大型活動涉及的重要活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況的中觀交通仿真模塊，其與宏觀交通仿真模塊連接；用于仿真大型活動舉辦時車流和人流集散的車流和人流交通運(yùn)作狀況的微觀交通仿真模塊，其與中觀交通仿真模塊連接；用于采集、融合、存儲交通仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為宏、中、微觀交通仿真模塊提供數(shù)據(jù)依據(jù)， 并根據(jù)宏、中、微觀交通仿真模塊仿真結(jié)果對其自身數(shù)據(jù)進(jìn)行修正和反饋的數(shù)據(jù)采集與融合模塊，所述數(shù)據(jù)采集與融合模塊分別和宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集與融合模塊設(shè)置有如下單元用于存儲道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息的地理信息數(shù)據(jù)采集單元，所述道路交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括道路坐標(biāo)、道路長度、車道數(shù)、道路等級、道路通行能力、道路自由行駛速度；軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息包括軌道坐標(biāo)、車站位置、軌道長度；用于存儲道路交通流量和車速數(shù)據(jù)、軌道交通站點(diǎn)客流集散量和斷面客流調(diào)研數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元；用于儲存城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量的分布數(shù)據(jù)、儲存城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)的交通源及居民出行特征信息管理單元，所述城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)包括出行強(qiáng)度、出行目的、出行方式、時間分布、空間分布、出行耗時、出行距離；用于存儲大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)的大型活動相關(guān)信息存儲單元，所述大型活動相關(guān)信息數(shù)據(jù)包括大型活動交通政策方案、大型活動專用車道方案、大型活動安排信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元中存儲有基于微波流量檢測器的道路流量檢測數(shù)據(jù)，現(xiàn)狀運(yùn)作狀況存儲融合單元對采集到的道路流量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗、時間點(diǎn)修正、數(shù)據(jù)降噪和平滑、數(shù)據(jù)修補(bǔ)和矯正的修正處理，再對經(jīng)過修正后的道路流量檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)車轉(zhuǎn)換處理融合，作為交通分析常用的流量數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)車是根據(jù)歷史人工調(diào)查的車型比例，將車輛按照不同車輛長度分成小客車、大客車、小貨車、大貨車、公共汽車、出租車。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述宏觀交通仿真模塊包括通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取包括道路交通網(wǎng)絡(luò)和軌道交通網(wǎng)絡(luò)地理信息、城市現(xiàn)狀土地利用、人口、就業(yè)和機(jī)動車擁有量、城市居民日常出行特征數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真的城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元；通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動交通政策方案對城市常態(tài)交通運(yùn)作仿真單元的仿真結(jié)果進(jìn)行修正的大型活動交通政策應(yīng)用仿真單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述中觀交通仿真模塊包括通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動相關(guān)信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動專用道進(jìn)行交通仿真的專用道交通仿真單元；通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息以及通過宏觀交通仿真模塊獲取宏觀仿真結(jié)果對大型活動涉及的重要活動區(qū)域進(jìn)行交通仿真的重點(diǎn)活動區(qū)域交通運(yùn)作狀況仿真單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述微觀交通仿真模塊包括通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時車流集散進(jìn)行交通仿真的微觀車流仿真單元；通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取大型活動安排信息和中觀交通仿真模塊的仿真結(jié)果對大型活動舉辦時人流集散進(jìn)行交通仿真的微觀人流仿真單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述中觀交通仿真模塊中設(shè)置有城市道路速度流量標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊采集處理的道路交通流量和車速數(shù)據(jù)對各等級城市道路進(jìn)行速度——流量曲線標(biāo)定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述微觀交通仿真模塊中設(shè)置有行人步行特征標(biāo)定模塊，其通過數(shù)據(jù)采集與融合模塊獲取行人集散特征數(shù)據(jù)對人流進(jìn)行分類標(biāo)定。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的交通仿真集成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)以地理信息系統(tǒng)為平臺進(jìn)行集成，其以動態(tài)鏈接庫形式通過動態(tài)綁定COM接口與中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于虛擬仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于宏、中、微觀交通仿真平臺交互使用的一體化交通仿真系統(tǒng)。其包括宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊、數(shù)據(jù)采集與融合模塊，中觀交通仿真模塊與宏觀交通仿真模塊連接，微觀交通仿真模塊與中觀交通仿真模塊連接，數(shù)據(jù)采集與融合模塊分別和宏觀交通仿真模塊、中觀交通仿真模塊、微觀交通仿真模塊連接。本發(fā)明在宏、中、微觀交通仿真平臺獨(dú)立仿真的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)各層仿真系統(tǒng)、不同仿真平臺數(shù)據(jù)的交互利用，能系統(tǒng)、全面模擬大型活動車流、人流的交通運(yùn)作狀況，為大型活動各種交通決策方案的制定提供技術(shù)依據(jù)。
文檔編號G06Q10/04GK102393928SQ201110373610
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者余堯, 宋程, 李健行, 李橘云, 甘勇華, 賀崇明, 鄧興棟, 陳先龍, 韋棟 申請人:廣州市交通規(guī)劃研究所, 廣州至信交通顧問有限公司