做交通仿真的朋友應(yīng)該都有這種體會(huì)VISSIM界面不難上手路網(wǎng)拉一拉、連接器一接車輛就能跑起來?？梢坏浇怀晒臅r(shí)候延誤數(shù)據(jù)高得離譜、排隊(duì)長(zhǎng)度跟現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不上、被問一句模型參數(shù)怎么定的就啞火——這種場(chǎng)面我見過太多次。問題多半不在操作技能而在交通仿真基礎(chǔ)理論沒打通。VISSIM這類微觀交通仿真軟件表面是一套圖形化工具骨子里全是交通流理論的工程化實(shí)現(xiàn)跟馳模型沒吃透標(biāo)定就是瞎調(diào)參數(shù)間隙接受理論沒概念沖突區(qū)設(shè)置就是純碰運(yùn)氣。這篇是VISSIM系列的第二篇落腳點(diǎn)就是交通仿真基礎(chǔ)理論。上一篇我們聊了VISSIM的基本情況、安裝流程和第一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)的搭建這一篇我先把鏡頭拉遠(yuǎn)講清楚宏中微觀三類仿真的定位差異、VISSIM作為微觀仿真工具的能力邊界再把鏡頭拉近拆解VISSIM賴以運(yùn)行的跟馳模型、換道模型和間隙接受理論最后用三參數(shù)關(guān)系、標(biāo)定驗(yàn)證這些內(nèi)容把理論和實(shí)戰(zhàn)串起來。不管你是剛接觸VISSIM的學(xué)生還是做交通設(shè)計(jì)、交通評(píng)估的工程師這篇都能幫你在動(dòng)手建模之前先把為什么想明白。1. 為什么上手VISSIM之前先要把仿真理論搞明白1.1 一個(gè)車跑得歡、結(jié)果全不對(duì)的典型場(chǎng)景我印象很深的一次經(jīng)歷某位同學(xué)要評(píng)估一個(gè)十字路口改造方案花了兩天把路網(wǎng)畫好信號(hào)配時(shí)按現(xiàn)狀填進(jìn)去車輛輸入也按調(diào)查流量設(shè)了。跑出來的結(jié)果平均延誤56秒排隊(duì)長(zhǎng)度動(dòng)不動(dòng)就到150米可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)平均延誤只有22秒。查了半天問題出在他把跟馳模型的CC1參數(shù)從默認(rèn)的0.9秒改成了2.5秒理由是網(wǎng)上說這樣可以模擬更保守的駕駛行為。結(jié)果整個(gè)路段的通行能力被壓得不像樣所有進(jìn)口道都快飽和了。這個(gè)案例特別典型。很多人一到標(biāo)定環(huán)節(jié)就陷入?yún)?shù)玄學(xué)不知道每個(gè)參數(shù)到底在模擬什么只能靠試錯(cuò)試錯(cuò)了也不知道該往哪個(gè)方向調(diào)。交通仿真基礎(chǔ)理論解決的就是這個(gè)問題——讓你知道模型的每一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)中的哪種駕駛行為或交通流特性你才知道調(diào)它的依據(jù)是什么、影響范圍有多大。1.2 基礎(chǔ)理論在仿真工作流里管三段事我自己把理論的作用歸納成三段。第一段是建模前的選型。面對(duì)一個(gè)項(xiàng)目你得先判斷該用宏觀、中觀還是微觀仿真。城市級(jí)路網(wǎng)選宏觀走廊級(jí)或片區(qū)級(jí)方案比選中觀單點(diǎn)交叉口或短走廊改造就得微觀。選錯(cuò)了類型后面做得再精細(xì)也是白費(fèi)。第二段是建模中的參數(shù)落地。VISSIM里每種駕駛行為參數(shù)、每個(gè)沖突區(qū)設(shè)置、每類車輛輸入背后都對(duì)應(yīng)交通流理論里的某個(gè)概念。概念清楚了參數(shù)設(shè)置就不是查手冊(cè)而是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的駕駛特征做判斷。第三段是結(jié)果解釋與可信度論證。仿真成果要拿去支撐決策別人一定會(huì)問模型可信嗎怎么驗(yàn)證的這時(shí)候你得拿出標(biāo)定和驗(yàn)證的流程與指標(biāo)來說話。不懂理論連為什么要做驗(yàn)證GEH指標(biāo)為什么這么算都解釋不清楚。所以這篇文章雖然是基礎(chǔ)理論但它不是學(xué)院派的教科書內(nèi)容而是每一個(gè)實(shí)操環(huán)節(jié)背后必須有的那層邏輯。2. 宏中微觀三類仿真怎么選VISSIM的定位與能力邊界2.1 三種尺度的仿真到底差在哪交通仿真按建模精度和適用范圍一般分成宏觀、中觀、微觀三個(gè)層次。三者的本質(zhì)區(qū)別在于對(duì)交通個(gè)體的描述粒度。宏觀仿真把車流當(dāng)成連續(xù)流體用流量、速度、密度這類聚合指標(biāo)描述交通狀態(tài)。它不關(guān)心單個(gè)駕駛員怎么開車只關(guān)心整條路上的交通流在時(shí)間和空間上怎么分布、怎么傳播。典型應(yīng)用是區(qū)域路網(wǎng)的交通需求分析、路網(wǎng)承載力評(píng)估這類大尺度問題。優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算快、數(shù)據(jù)需求量相對(duì)小缺點(diǎn)是你問它某個(gè)交叉口的進(jìn)口道具體能排多長(zhǎng)隊(duì)它給不出精細(xì)答案。中觀仿真介于兩者之間。它仍然以單個(gè)車輛為單位但車輛的行為規(guī)則被大幅簡(jiǎn)化通常按車隊(duì)、按車道的速度-密度關(guān)系推進(jìn)。它適合做走廊級(jí)、片區(qū)級(jí)的分析比如一條主干道沿線多個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)優(yōu)化、公交優(yōu)先廊道評(píng)估既能反映個(gè)體車輛又不會(huì)像微觀仿真那樣吃掉大量計(jì)算資源。微觀仿真把每一輛車當(dāng)成獨(dú)立的駕駛單元跟馳、換道、讓行、信號(hào)響應(yīng)這些行為都按秒級(jí)甚至0.1秒粒度模擬。它能輸出每一輛車的軌跡、延誤、停車次數(shù)、排隊(duì)過程最貼近現(xiàn)實(shí)也最吃計(jì)算資源。我把三者的核心差別列成一張表對(duì)比維度宏觀仿真中觀仿真微觀仿真基本單元交通流/路段車輛聚合行為單個(gè)駕駛員-車輛單元時(shí)間粒度分鐘/小時(shí)級(jí)秒級(jí)~分鐘級(jí)0.1秒~秒級(jí)行為模型交通流三參數(shù)關(guān)系簡(jiǎn)化的跟馳/換道規(guī)則完整跟馳、換道、間隙接受模型典型輸出路網(wǎng)流量、速度、密度排隊(duì)、行程時(shí)間、流量軌跡、延誤、停車次數(shù)、排隊(duì)、排放適用尺度城市路網(wǎng)、區(qū)域路網(wǎng)走廊、片區(qū)單點(diǎn)、立交、短走廊計(jì)算成本低中高2.2 VISSIM為什么被歸為微觀仿真VISSIM的核心是駕駛行為仿真。它把每一個(gè)駕駛員-車輛組合當(dāng)作獨(dú)立的個(gè)體通過跟馳模型、換道模型、橫向行為模型、信號(hào)響應(yīng)等一系列規(guī)則驅(qū)動(dòng)車輛在路網(wǎng)中運(yùn)動(dòng)。你可以在里面觀察任何一輛車從進(jìn)入路網(wǎng)到離開路網(wǎng)全過程的逐秒狀態(tài)甚至看到它每一時(shí)刻的加速度變化。這種粒度就是典型的微觀仿真特征。這里我想強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)微觀仿真不是看起來像就行核心價(jià)值在于行為模型的真實(shí)性。VISSIM在微觀層面不光模擬車輛怎么走還模擬駕駛員怎么感知、怎么決策。比如跟車時(shí)駕駛員對(duì)前車速度變化的感知存在一個(gè)閾值低于閾值他根本不反應(yīng)。這條感知-決策-執(zhí)行的邏輯鏈就是微觀仿真的魅力所在也是后面跟馳模型和換道模型的理論根基。2.3 一個(gè)常見的選型錯(cuò)誤我經(jīng)?？吹接腥四肰ISSIM去做片區(qū)級(jí)甚至城市級(jí)的路網(wǎng)仿真結(jié)果模型跑一天跑不完或者勉強(qiáng)跑完結(jié)果完全沒有參考價(jià)值。片區(qū)級(jí)路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)太多、路徑太多微觀仿真的行為模型會(huì)放大計(jì)算開銷而且OD數(shù)據(jù)的精度根本支撐不起逐車模擬的需求。反過來也有人拿宏觀思路去套微觀模型比如直接在VISSIM里輸入一條路的路段流量而不做OD路徑分配或者只做單向一次性的流量加載就完事。這會(huì)嚴(yán)重失真因?yàn)槲⒂^仿真的核心價(jià)值恰恰在于動(dòng)態(tài)交互而不是靜態(tài)加載。所以我的建議很直接VISSIM最適合的場(chǎng)景是節(jié)點(diǎn)級(jí)、短廊道級(jí)的項(xiàng)目——單點(diǎn)交叉口改造、信號(hào)配時(shí)優(yōu)化、立交匝道通行能力分析、公交優(yōu)先、慢行過街設(shè)施評(píng)估等。做這類項(xiàng)目微觀仿真的行為模型精度才能真正發(fā)揮。如果項(xiàng)目范圍已經(jīng)大到十幾個(gè)節(jié)點(diǎn)以上先認(rèn)真想想你有沒有足夠的OD數(shù)據(jù)和時(shí)間預(yù)算去支撐微觀建模。3. 跟馳模型VISSIM骨子里那套Wiedemann邏輯3.1 跟馳理論解決的核心問題跟馳理論是整個(gè)微觀交通仿真的地基。它回答的問題是在一條車道上后車如何根據(jù)前車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定自己的加速、減速或勻速行為你以為這很簡(jiǎn)單其實(shí)非常復(fù)雜。人類駕駛員跟車時(shí)不是像機(jī)器人那樣每毫秒計(jì)算一次安全距離而是靠視覺感知前車和自己的相對(duì)距離、相對(duì)速度當(dāng)感知到的差異超過某個(gè)閾值時(shí)才作出反應(yīng)反應(yīng)還有延遲而且不同駕駛員的反應(yīng)閾值不同、激進(jìn)程度不同。跟馳模型要捕捉的正是這種感知閾值反應(yīng)滯后個(gè)體差異。早期的跟馳模型很多基于刺激-反應(yīng)關(guān)系比如經(jīng)典的GM模型假設(shè)后車加速度正比于前車速度差。這類模型數(shù)學(xué)上很簡(jiǎn)潔但模擬出來的人開車太理性跟不上現(xiàn)實(shí)中的走走停停。3.2 VISSIM里的Wiedemann模型駕駛員的心理-生理閾值VISSIM采用的是Wiedemann提出的跟馳模型。這個(gè)模型的核心思想是駕駛員不是隨時(shí)都在精確跟隨而是存在幾個(gè)心理閾值把跟車過程劃分成不同駕駛狀態(tài)。簡(jiǎn)單總結(jié)Wiedemann模型把車輛的跟馳狀態(tài)分成四種自由行駛前車距離很遠(yuǎn)后車不受影響駕駛員只追求達(dá)到自己的期望速度。接近過程后車感知到前車比自己慢開始減速接近直到進(jìn)入跟馳區(qū)間。跟馳狀態(tài)后車與前車保持一定距離跟隨速度圍繞前車速度小幅波動(dòng)。緊急制動(dòng)距離過小超過駕駛員承受閾值必須采取較大減速度。駕駛員在這幾個(gè)狀態(tài)之間切換切換條件就是那些心理閾值。這個(gè)思路非常符合直覺——你開車時(shí)不會(huì)精確保持50米車距只會(huì)感覺差不多有點(diǎn)近了安全了靠的就是這種模糊感知。我經(jīng)常用高速跟車來解釋你不會(huì)每分鐘盯著儀表盤算車距只會(huì)偶爾感受一下前車尾燈變化覺得太近就松油門太遠(yuǎn)就補(bǔ)一腳油。這種不精確但有邊界的行為正是Wiedemann模型想模擬的東西。3.3 Wiedemann 74與Wiedemann 99兩套參數(shù)怎么選VISSIM默認(rèn)提供兩類Wiedemann參數(shù)集W74和W99。很多人搞不清區(qū)別我直接說結(jié)論Wiedemann 74參數(shù)較少主要適用于城市道路、次干路、信號(hào)交叉口周邊這類速度較低、跟車距離較近、駕駛行為受信號(hào)和排隊(duì)影響大的場(chǎng)景。Wiedemann 99參數(shù)細(xì)化為CC0到CC9共10個(gè)專門用于高速公路、快速路等速度高、車型差異大、需要精細(xì)刻畫通行能力的場(chǎng)景。W99里那10個(gè)參數(shù)是VISSIM標(biāo)定中繞不開的核心我把最關(guān)鍵幾個(gè)列一下參數(shù)含義默認(rèn)值調(diào)參方向CC0停車間距完全停下時(shí)的最小凈距1.5米影響排隊(duì)密度和通行能力增大則排隊(duì)加長(zhǎng)CC1跟車時(shí)距車頭時(shí)距決定安全跟車距離0.9秒對(duì)通行能力影響最大減小可提升流量CC2跟車狀態(tài)下的距離波動(dòng)幅度4米影響跟車距離穩(wěn)定性增大容易產(chǎn)生大間隙CC4/CC5跟車時(shí)速度差異感知的上下閾值-0.35/0.35控制跟車時(shí)允許的速度波動(dòng)范圍CC8停車狀態(tài)的啟動(dòng)加速度3.5米/秒2影響起步平順性和排隊(duì)消散速度這10個(gè)參數(shù)里CC1被改得最多。因?yàn)镃C1直接決定安全跟車距離 d CC0 CC1×v而安全跟車距離又直接決定單車道通行能力。以100公里/小時(shí)為例CC1從0.9秒調(diào)到1.5秒單車道飽和流量能掉一個(gè)明顯的量級(jí)這就是前面那個(gè)案例延誤全線飆升的根本原因。3.4 調(diào)CC參數(shù)的正確姿勢(shì)再往下說一層調(diào)參不是看哪個(gè)不順眼就動(dòng)哪個(gè)。我的經(jīng)驗(yàn)是第一步先確認(rèn)該路段實(shí)際通行能力。比如模擬一條快速路先根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)估算現(xiàn)狀飽和流率或通行能力一般用觀測(cè)到的最大持續(xù)流量來標(biāo)定。第二步做敏感性測(cè)試在模型里小幅調(diào)整CC1步長(zhǎng)0.2秒左右看仿真輸出的最大流量是否匹配實(shí)測(cè)。第三步才考慮CC2、CC4/CC5這類參數(shù)去修正跟車的穩(wěn)定性與速度離散度。這里要特別提醒一個(gè)坑W99參數(shù)是國(guó)外高速工況條件下標(biāo)定的結(jié)果直接搬到城市快速路或山區(qū)高速大概率失真。國(guó)內(nèi)駕駛行為更激進(jìn)加塞多、車距近合適的做法是把CC1在0.8~1.1秒之間按現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)格微調(diào)同時(shí)配合期望車速分布的修正而不是抱著默認(rèn)值不撒手。另外很多教程建議把前向觀察距離look ahead distance也納入跟馳標(biāo)定范圍。這個(gè)參數(shù)在高速跟車穩(wěn)定性上影響很明顯屬于容易被忽略但值得檢查的項(xiàng)目。4. 換道、間隙接受與沖突區(qū)VISSIM里的駕駛決策鏈4.1 換道模型一次換道就是一次收益-風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估跟馳模型管的是在同一車道上怎么跟換道模型管的是要不要換、什么時(shí)候換。VISSIM里的換道不是簡(jiǎn)單概率事件而是駕駛員基于幾個(gè)因素作出的決策必要性當(dāng)前位置能不能到達(dá)目的路徑方向不能就必須換。收益性旁邊車道更快、更空換過去能不能節(jié)省時(shí)間或改善行駛條件可行性目標(biāo)車道有沒有足夠間隙速度能不能匹配VISSIM把換道分成強(qiáng)制性換道比如出口匝道前的變道和自發(fā)性換道比如為了超車變道。強(qiáng)制性換道有最后換道位置的概念駕駛員如果拖到很晚才換會(huì)減速等待強(qiáng)行插入——這跟現(xiàn)實(shí)中實(shí)線前扎堆加塞的場(chǎng)景完全對(duì)應(yīng)。有一個(gè)新手常踩的坑VISSIM默認(rèn)換道行為在擁堵時(shí)往往過于紳士加塞不夠多。如果你模擬的是快速路交織區(qū)最好調(diào)整協(xié)作式換道相關(guān)參數(shù)讓一部分駕駛員采取更激進(jìn)的變道策略否則交織區(qū)的排隊(duì)和延誤會(huì)被明顯低估。4.2 間隙接受理論沖突區(qū)設(shè)置的理論支撐換道的可行性判斷本質(zhì)上是間隙接受問題駕駛員判斷目標(biāo)車道上前車與后車的間隙是否夠大夠大就變道或穿越不夠就等。間隙接受理論在VISSIM里另一重要應(yīng)用是沖突區(qū)。無信號(hào)交叉口、匝道匯入處、主路與次路相交處這些地方都需要設(shè)置沖突區(qū)來定義誰(shuí)優(yōu)先、讓行怎么發(fā)生。VISSIM的沖突區(qū)不僅定義優(yōu)先權(quán)還內(nèi)置間隙接受邏輯——次路車輛只有在主路車流中出現(xiàn)足夠大的車頭時(shí)距時(shí)才會(huì)啟動(dòng)通行。實(shí)操中常見的錯(cuò)誤是畫完路網(wǎng)后在交叉口中間直接畫一個(gè)大大的沖突區(qū)框把優(yōu)先規(guī)則設(shè)了就完事。結(jié)果次路車輛要么永遠(yuǎn)等不到機(jī)會(huì)主路流量大時(shí)要么毫無畏懼地硬擠完全偏離真實(shí)行為。正確的做法是把沖突區(qū)精細(xì)化無信號(hào)交叉口按主路優(yōu)先、次路讓行、右轉(zhuǎn)讓行、左轉(zhuǎn)找穿越間隙的規(guī)則分別設(shè)置流量大的主路還要檢查次路進(jìn)入方向的間隙時(shí)間參數(shù)。默認(rèn)值往往只有幾秒但現(xiàn)實(shí)中視線受限的駕駛員需要的間隙要大得多。4.3 一個(gè)讓我印象深刻的匝道案例我處理過一個(gè)高速匝道匯入模型主路流量很大匝道車流幾乎沒有匯入機(jī)會(huì)排隊(duì)一直延伸到了上游地面道路。起初我以為是流量輸入問題反復(fù)核對(duì)都沒錯(cuò)。后來檢查沖突區(qū)才發(fā)現(xiàn)我在匝道匯入處設(shè)置的間隙接受時(shí)間偏保守而實(shí)測(cè)中駕駛員在匝道端部是邊滑行邊找機(jī)會(huì)硬塞進(jìn)去絕不是老實(shí)地等一個(gè)超大間隙。我把間隙時(shí)間調(diào)小了一些同時(shí)把匝道車輛的期望速度分布往現(xiàn)實(shí)值靠攏模型立刻表現(xiàn)出貼著頭皮擠進(jìn)去的效果排隊(duì)長(zhǎng)度和延誤很快與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)上了。這個(gè)案例說明沖突區(qū)參數(shù)不是擺設(shè)它背后是駕駛員間隙接受行為的量化表達(dá)。你要做的不是讓模型看起來安全而是讓模型像現(xiàn)實(shí)駕駛員那樣做決策。5. 流量、速度、密度三參數(shù)怎么變成VISSIM的輸入5.1 交通流三參數(shù)的基本關(guān)系交通流理論的基石是三個(gè)參數(shù)流量Q、速度V、密度K關(guān)系是 Q K×V。這個(gè)式子看起來簡(jiǎn)單但很多人在仿真輸入時(shí)把它拋到腦后。舉個(gè)例子在一個(gè)進(jìn)口道的車輛輸入里填1800輛/小時(shí)車速卻設(shè)成60公里/小時(shí)那么這條車道在仿真里隱含的密度就是30輛/公里。密度一旦過高車輛會(huì)進(jìn)入跟馳狀態(tài)形成瓶頸密度過低路網(wǎng)根本跑不滿。三參數(shù)關(guān)系決定了你的流量輸入和速度設(shè)置必須協(xié)調(diào)否則仿真結(jié)果會(huì)自相矛盾。5.2 從OD到路徑選擇流量輸入的正確邏輯VISSIM流量輸入分兩類場(chǎng)景。第一類是靜態(tài)路徑選擇你已經(jīng)知道每輛進(jìn)場(chǎng)車輛要去哪直接給OD矩陣或路徑分配比例。第二類是動(dòng)態(tài)路徑選擇車輛進(jìn)入路網(wǎng)后根據(jù)實(shí)時(shí)路況在可選路徑間切換模擬哪兒不堵走哪兒的行為。很多新手把VISSIM當(dāng)成畫個(gè)圈就往里灌車的工具只在路段起點(diǎn)設(shè)置車輛輸入?yún)s不定義路徑。結(jié)果車輛到了路口不知道往哪走隨機(jī)亂選方向仿真完全失控。這個(gè)坑我在系列第一篇提過但這里還要再?gòu)?qiáng)調(diào)一次——路徑?jīng)Q策本身就是微觀仿真駕駛員行為的一部分沒有路徑就沒有方向性什么延誤、排隊(duì)都失去意義。如果做的是小片區(qū)路網(wǎng)更合適的做法是先建立OD矩陣再用VISSIM的路徑?jīng)Q策功能做路徑分配。路徑選擇模型基于行程時(shí)間做迭代分配把駕駛員的路徑選擇納入仿真后你才能模擬真實(shí)的流量再分布效應(yīng)——比如某條路擁堵后車輛自動(dòng)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象。5.3 期望車速分布最容易犯的低級(jí)錯(cuò)誤VISSIM里每種車型都有期望車速分布desired speed distribution它不是一個(gè)固定值而是一條概率分布曲線。含義是不是所有駕駛員都想開同一個(gè)速度有人壓著限速跑有人喜歡超一點(diǎn)有人只愿慢悠悠開。這個(gè)分布的均值、方差直接決定路網(wǎng)自由流速度分布特性進(jìn)而影響通行能力和行程時(shí)間。新手最常見的錯(cuò)誤是把期望車速設(shè)成固定值比如全部設(shè)成60公里/小時(shí)。這樣所有車在自由流狀態(tài)下整齊劃一地跑60完全看不出超車需求和速度離散性微觀仿真的意義丟掉了一半。正確做法是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)速數(shù)據(jù)或限速規(guī)則設(shè)置一條合理分布曲線讓同一車型的速度在限速附近有合理波動(dòng)。車型組成也需要認(rèn)真調(diào)查不要拍腦袋。一條城市快速路上小客車與貨車的比例會(huì)對(duì)通行能力產(chǎn)生可觀影響。VISSIM通過車輛組成配置每種車型比例、期望車速分布、加速度特性、車身長(zhǎng)度等參數(shù)這些數(shù)據(jù)一定要來自現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查而不是默認(rèn)值。6. 標(biāo)定與驗(yàn)證讓理論落地成可信結(jié)果的最后一步6.1 先標(biāo)定宏觀響應(yīng)再調(diào)微觀參數(shù)標(biāo)定順序很重要。我的經(jīng)驗(yàn)是先從宏觀層面把模型跑直——流量、行程時(shí)間、排隊(duì)長(zhǎng)度這類聚合指標(biāo)先與實(shí)測(cè)對(duì)齊再微調(diào)微觀駕駛行為參數(shù)。具體步驟可以這樣核驗(yàn)路網(wǎng)與輸入幾何尺寸、車道數(shù)、信號(hào)配時(shí)、流量輸入、路徑?jīng)Q策逐項(xiàng)與現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)核對(duì)把低級(jí)錯(cuò)誤消滅掉。標(biāo)定通行能力相關(guān)參數(shù)調(diào)整CC1、CC0、期望車速分布等讓仿真輸出的單車道飽和流量與實(shí)測(cè)吻合。標(biāo)定排隊(duì)與延誤檢查關(guān)鍵進(jìn)口道的排隊(duì)長(zhǎng)度和延誤分配必要時(shí)調(diào)整信號(hào)相位間隙、沖突區(qū)參數(shù)和換道行為。標(biāo)定行程時(shí)間與速度分布沿路設(shè)置行程時(shí)間檢測(cè)段對(duì)比車速分布特征。每一步只調(diào)整少數(shù)幾個(gè)參數(shù)記錄調(diào)整前后結(jié)果變化而不是一股腦把所有參數(shù)都動(dòng)一遍。否則出了問題你根本不知道是哪個(gè)參數(shù)導(dǎo)致的。6.2 驗(yàn)證指標(biāo)怎么用GEH、排隊(duì)、行程時(shí)間判斷模型可信模型跑完后驗(yàn)證是交成果前必須過的一道關(guān)。交通仿真里最常用的是GEH統(tǒng)計(jì)量GEH √( 2 × (M - C)2 / (M C) )其中M是仿真流量C是實(shí)測(cè)流量。一般判定標(biāo)準(zhǔn)是超過85%的檢測(cè)點(diǎn)GEH小于5其余點(diǎn)的GEH最好也在10以內(nèi)。若某點(diǎn)GEH大于10說明該處輸入或路徑選擇可能存在問題必須返工。為什么用GEH而不是簡(jiǎn)單百分比誤差因?yàn)镚EH對(duì)流量絕對(duì)值敏感——同一個(gè)百分比誤差在小流量斷面和大流量斷面上的影響完全不同。GEH同時(shí)兼顧絕對(duì)差和相對(duì)差是交通仿真領(lǐng)域廣泛認(rèn)可的經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)。理解了它你在匯報(bào)時(shí)就能講清楚為什么用這個(gè)指標(biāo)。除了GEH常用驗(yàn)證指標(biāo)還有行程時(shí)間對(duì)比與排隊(duì)長(zhǎng)度對(duì)比。一般來講行程時(shí)間誤差在15%以內(nèi)、排隊(duì)長(zhǎng)度誤差在20%以內(nèi)就算一個(gè)可以接受的微觀模型。6.3 隨機(jī)種子與多次仿真微觀仿真結(jié)果的可信度問題微觀仿真有隨機(jī)性來自駕駛員個(gè)體的行為差異。同樣的模型、同樣的輸入不同隨機(jī)種子跑出來的結(jié)果略有不同。很多新手只跑一次就出結(jié)論這是大忌。正確做法是每次方案對(duì)比都使用多個(gè)隨機(jī)種子一般5~10個(gè)對(duì)每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)取平均值同時(shí)記錄標(biāo)準(zhǔn)差。如果兩個(gè)方案的指標(biāo)差異小于隨機(jī)波動(dòng)范圍那這個(gè)差異就不足為信。多次仿真取均值看起來簡(jiǎn)單卻是微觀仿真嚴(yán)謹(jǐn)性的基本盤。我見過不少報(bào)告一個(gè)方案跑一遍就敢寫延誤降低23%實(shí)際上換個(gè)隨機(jī)種子可能只剩8%。這種結(jié)論拿去匯報(bào)一旦被復(fù)核就非常被動(dòng)。不管項(xiàng)目多急至少跑3~5個(gè)種子是底線。6.4 新手標(biāo)定最容易犯的三個(gè)錯(cuò)誤最后總結(jié)三個(gè)工作中反復(fù)遇到的標(biāo)定錯(cuò)誤。第一個(gè)是對(duì)標(biāo)定目標(biāo)不明確就開調(diào)。標(biāo)定前要寫下我要讓哪些指標(biāo)對(duì)齊到什么程度比如工作日早高峰西進(jìn)口排隊(duì)不超過80米全線行程時(shí)間誤差小于15%。沒有目標(biāo)調(diào)參就是漫無目的的碰運(yùn)氣。第二個(gè)是只調(diào)參數(shù)不看機(jī)制。比如延誤偏大就把沖突區(qū)優(yōu)先級(jí)全部改掉或者把CC1調(diào)得特別大。參數(shù)必須與它對(duì)應(yīng)的交通行為機(jī)制一致牽一發(fā)動(dòng)全身隨意亂改會(huì)讓模型變成擬合工具而不是仿真模型。第三個(gè)是忽視現(xiàn)場(chǎng)細(xì)節(jié)。標(biāo)定不是對(duì)著調(diào)查數(shù)據(jù)調(diào)軟件而是理解現(xiàn)場(chǎng)為什么呈現(xiàn)這樣的數(shù)據(jù)。比如現(xiàn)場(chǎng)排隊(duì)長(zhǎng)可能不是通行能力不足而是路口上游有個(gè)公交?？空绢l繁阻礙交通。你不把這個(gè)細(xì)節(jié)做進(jìn)模型光調(diào)參數(shù)永遠(yuǎn)調(diào)不對(duì)。7. 從理論到實(shí)操的幾點(diǎn)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)理論部分到這里基本講完最后分享幾個(gè)我用VISSIM多年的實(shí)操習(xí)慣。7.1 建一個(gè)小試驗(yàn)區(qū)把新功能玩明白再用到項(xiàng)目里每學(xué)一個(gè)新功能或新理論我都會(huì)先在一個(gè)小交叉口或一小段路上做試驗(yàn)把參數(shù)、沖突區(qū)、路徑設(shè)置這些折騰明白再應(yīng)用到正式項(xiàng)目里。不要在復(fù)雜的全路網(wǎng)模型上邊開跑邊試錯(cuò)那樣你會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間在無關(guān)的干擾項(xiàng)上。小試驗(yàn)區(qū)還有一個(gè)好處模型規(guī)模小每次改動(dòng)幾秒就能跑完你可以快速迭代驗(yàn)證假設(shè)而不是等幾十次全路網(wǎng)仿真跑完才意識(shí)到方向錯(cuò)了。7.2 維護(hù)一份參數(shù)調(diào)整日志我會(huì)給每個(gè)項(xiàng)目維護(hù)一個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)定日志記錄哪天、改了什么參數(shù)、從多少改成多少、跑出來的關(guān)鍵指標(biāo)變化?？雌饋砺闊┑饶愕降?0輪的時(shí)候日志是唯一能幫你找回最初模型為什么長(zhǎng)這樣的東西。日志不用復(fù)雜一個(gè)表格就夠日期、參數(shù)名、舊值、新值、對(duì)應(yīng)指標(biāo)變化、備注。這個(gè)習(xí)慣幫我省了無數(shù)次我上周到底改沒改過這個(gè)值的抓狂時(shí)刻。7.3 先理解現(xiàn)場(chǎng)再打開軟件每次做項(xiàng)目我都會(huì)先花半天到一天把現(xiàn)場(chǎng)看透——信號(hào)相位怎么放、車輛怎么擠、公交怎么停、非機(jī)動(dòng)車怎么穿。往往你理解了現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)運(yùn)作邏輯之后模型里參數(shù)怎么設(shè)、沖突區(qū)怎么畫心里就已經(jīng)有數(shù)。軟件操作反而不是瓶頸瓶頸是交通認(rèn)知。我見過太多人拿到調(diào)查數(shù)據(jù)就直接建模路上根本不跑。結(jié)果模型里的駕駛行為跟現(xiàn)實(shí)完全兩個(gè)世界后面標(biāo)定怎么調(diào)都別扭。我的體會(huì)是仿真建模的前三成功力不在軟件里在現(xiàn)場(chǎng)和交通認(rèn)知里。這一篇把交通仿真的基礎(chǔ)理論講完了下一篇我準(zhǔn)備接著聊VISSIM的路網(wǎng)建模細(xì)節(jié)包括連接器的合理用法、公共交通線路怎么搭、評(píng)價(jià)指標(biāo)怎么配置這些實(shí)操內(nèi)容。如果你看完這篇之后對(duì)某個(gè)理論點(diǎn)還有疑問或者在自己模型里遇到說不清的現(xiàn)象歡迎在評(píng)論區(qū)把具體情況拋出來我們一起拆一拆。