交通網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】提供具有單向、雙向路段的電子地圖以及與其關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)表，通過(guò)地圖與數(shù)據(jù)表操作兩種方式實(shí)現(xiàn)路段信息的維護(hù)與查詢，基于軟件設(shè)置的路段信息與相關(guān)參數(shù)，使用南岸區(qū)交通均衡問(wèn)題Beckmann推廣式計(jì)算均衡態(tài)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果反映并預(yù)評(píng)估南岸區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題的軟件。本軟件在實(shí)際運(yùn)行評(píng)估過(guò)程中，通過(guò)在南岸區(qū)選定區(qū)域內(nèi)選定車流量大的路段實(shí)測(cè)獲得單車道每小時(shí)通行車輛數(shù)后，再乘以車道數(shù)從而獲得路段通行能力信息，并將這些實(shí)測(cè)信息輸入本軟件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)交通狀況進(jìn)行預(yù)評(píng)估，其預(yù)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際考察結(jié)果以及與單純通過(guò)軟件設(shè)置相關(guān)路段狀態(tài)信息后進(jìn)行預(yù)評(píng)估得到的結(jié)果能夠達(dá)到高度吻合，為一種交通路網(wǎng)高仿真系統(tǒng)軟件。
【專利說(shuō)明】交通網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、預(yù)警的系統(tǒng)，是一種能對(duì)交通狀況進(jìn)行評(píng)估分析的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]城市交通路網(wǎng)的均衡流量，揭示了穩(wěn)定情況下交通路網(wǎng)上車輛的分布情況，可以很好地反映出交通路網(wǎng)建設(shè)存在的不足，以及需要改進(jìn)之處，對(duì)城市交通建設(shè)有著特別的意義。經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)均衡模型，主要適合高速交通網(wǎng)絡(luò)的流量分析，而城市交通環(huán)境則有如下特點(diǎn):一是不同道路間路況差異大，二是交叉路口多，道路間關(guān)系復(fù)雜。傳統(tǒng)的分析方法與仿真軟件尚不能很好地反映出城市交通網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題。此外，一般的分析方法與仿真系統(tǒng)通常只考慮路段的單向流量，不考慮雙向的流量，相應(yīng)的仿真系統(tǒng)的仿真度較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有分析方法與仿真系統(tǒng)不能分析城市交通路網(wǎng)雙向流流量和仿真度較低的不足，本發(fā)明提供一種高仿真的計(jì)算機(jī)軟件，該軟件不僅能夠高仿真交通路網(wǎng)中單向流流量，而且能夠高仿真交通路網(wǎng)中的雙向流流量，并且能夠反映與預(yù)評(píng)估出交通網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明采用的方案
[0005]本發(fā)明采用的方案是:使用MapX繪制南岸區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)圖，將道路分為雙向、單向兩種，分別用箭頭表示方向，路段之間的交點(diǎn)使用圓圈表示，從而可將該圖抽象為圖論中的圖進(jìn)行處理；將繪制好的交通網(wǎng)絡(luò)圖通過(guò)MapX插件嵌入PowerBuiIder開(kāi)發(fā)的軟件中，通過(guò)關(guān)聯(lián)交通網(wǎng)絡(luò)圖中路段信息與數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù):點(diǎn)擊其中一條路段，獲得路段ID，根據(jù)這個(gè)ID號(hào)，與數(shù)據(jù)庫(kù)的記錄相關(guān)聯(lián)，便于路段的信息維護(hù)、查詢與保存；在南岸區(qū)選定區(qū)域內(nèi)選定車流量大的路段實(shí)測(cè)獲得各條路段通行能力信息，基于這些數(shù)據(jù)，使用南岸區(qū)交通均衡問(wèn)題Beckmann推廣式計(jì)算均衡態(tài)，仿真計(jì)算結(jié)果直接反映到交通網(wǎng)絡(luò)圖上:路段顏色大紅，表示該路段交通癱瘓，路段顏色粉紅，表示該路段交通阻塞，路段顏色為黃色，表示該路段交通擁堵，路段顏色為綠色則表示交通暢通，仿真結(jié)果與該區(qū)域的實(shí)際交通狀況比較，兩者結(jié)果高度吻合；在系統(tǒng)中，修改OD點(diǎn)對(duì)交通需求量值，重新計(jì)算仿真結(jié)果，對(duì)南岸區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)存在的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)評(píng)估，實(shí)際交通狀況存在的問(wèn)題與預(yù)評(píng)估結(jié)果高度吻合。
[0006]本發(fā)明的有益效果
[0007]本發(fā)明的有益效果是，基于真實(shí)城市區(qū)域的路段構(gòu)建交通網(wǎng)絡(luò)圖，可以處理單向交通流，也可以處理雙向的交通流量，其預(yù)評(píng)估結(jié)果與實(shí)際結(jié)果高度吻合，有助于對(duì)可能的效果進(jìn)行預(yù)評(píng)估，保證交通網(wǎng)絡(luò)的高效和通暢。

【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明專利的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]首先，根據(jù)南岸區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)圖及圖論中圖式，繪制出本軟件所使用的交通網(wǎng)絡(luò)圖，其中有，圖中的路段用箭頭線來(lái)表示，交叉路口或兩條路段間相交點(diǎn)用圓圈來(lái)表示。同時(shí)，對(duì)每條路段進(jìn)行編號(hào)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，便于計(jì)算機(jī)識(shí)別；
[0010]其次，通過(guò)實(shí)測(cè)，獲得南岸區(qū)主要路段的交通流量與容量等數(shù)據(jù)，基于這些數(shù)據(jù)，調(diào)用MATLAB對(duì)南岸區(qū)交通均衡問(wèn)題Beckmann推廣式進(jìn)行求解，得到相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)。參數(shù)生成生，將傳遞給仿真系統(tǒng)，用于交通網(wǎng)絡(luò)狀況評(píng)估，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，將各路段的不同狀態(tài)信息通過(guò)不同的顏色直觀地表示出來(lái)。
[0011]第三，動(dòng)態(tài)修改OD點(diǎn)對(duì)交通需求量，以及路段邊參數(shù)容量等參數(shù)值,然后點(diǎn)擊“開(kāi)始評(píng)估”，系統(tǒng)將新的參數(shù)傳遞給MATLAB，MATLAB使用新參數(shù)對(duì)南岸區(qū)交通均衡問(wèn)題Beckmann推廣式進(jìn)行求解，仿真系統(tǒng)根據(jù)求解結(jié)果進(jìn)行預(yù)評(píng)估。
[0012]最后，根據(jù)預(yù)評(píng)估，將道路情況以顏色變化反映到圖中，使得分析人員不必看到生硬的數(shù)據(jù)，而是通過(guò)顏色變化直觀的得出交通情況。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，能夠進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及預(yù)警，其特征在于，在該系統(tǒng)中使用新型交通網(wǎng)絡(luò)圖及O-D點(diǎn)對(duì)選擇算法，同時(shí)結(jié)合視覺(jué)警示技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的交通網(wǎng)絡(luò)圖畫(huà)法為:圖中路段分為雙向、單向，用箭頭表示路段方向，線與線或路段與路段的連接處使用圓圈來(lái)表示，將其轉(zhuǎn)換為圖論中圖式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的O-D點(diǎn)對(duì)選擇算法為:考慮了如下兩類地點(diǎn):(1)與外部區(qū)域連接的主要路口:比如鵝公巖大橋是南岸區(qū)與九龍坡區(qū)的重要通道之一，車流量很大，因此確定該結(jié)點(diǎn)為O-D結(jié)點(diǎn)，類似的，南岸區(qū)到渝中區(qū)的O-D結(jié)節(jié)為長(zhǎng)江大橋、菜園壩大橋，南岸區(qū)到巴南區(qū)的O-D結(jié)點(diǎn)為八公里，南岸區(qū)到內(nèi)環(huán)高速的O-D結(jié)點(diǎn)為內(nèi)環(huán)出口。另外由于彈子石被考慮在南岸主要交通區(qū)域之外，而隨著洋人街的興起，這個(gè)方向的車流量越來(lái)越大，因此，上新街內(nèi)環(huán)出口、洋人街方向也被確定為O-D結(jié)點(diǎn)。(2)人口主要聚集區(qū):響水路出口、青龍路與南湖路交叉口與南城隧道與花園路交叉口。因此被確定為O-D結(jié)點(diǎn)，研究區(qū)域內(nèi)的所有交通需求，可以平均分配到這三個(gè)結(jié)點(diǎn)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交通網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控及預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的視覺(jué)警示技術(shù)，根據(jù)各路段的容量、自由通過(guò)時(shí)間h、參數(shù)α、β與交通阻抗BPR函數(shù)，通過(guò)MATLAB求解南岸區(qū)交通均衡問(wèn)題的Beckmann推廣化的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題，根據(jù)求解得到的均衡狀態(tài)的流量(Hi)結(jié)果與容量(Ci)的比值大小不同，在重慶南岸交通網(wǎng)絡(luò)地圖上用不同的顏色表示出來(lái)。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104462627SQ201310438467
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】林志, 楊際祥, 宋志堅(jiān) 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)