李健 车站

注：本页蓝色字体部分可点击查询相关专利

基于宏、中、微观交通仿真平台

交互使用的交通仿真集成系统

申请号：2.2

申请日：2011-11-22

申请(专利权)人广州市交通规划研究所广州至信交通顾问有限公司

地址510030广东省广州市越秀区吉祥路80号10楼

发明(设计)人邓兴栋贺崇明甘勇华陈先龙李橘云韦栋李健行宋程

余尧

主分类号G06Q10/04(2012.01)I

分类号G06Q10/04(2012.01)I

公开(公告)号102393928A

公开(公告)日2012-03-28

专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102

代理人禹小明邱奕才

(10)申请公布号CN102393928A

(43)申请公布日2012.03.28

C

N

1

0

2

3

9

3

9

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8

A

*CN102393928A*

(21)申请号2.2

(22)申请日2011.11.22

G06Q10/04(2012.01)

(71)申请人广州市交通规划研究所

地址510030广东省广州市越秀区吉祥路

80号10楼

申请人广州至信交通顾问有限公司

(72)发明人邓兴栋贺崇明甘勇华陈先龙

李橘云韦栋李健行宋程

余尧

(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限

公司44102

代理人禹小明邱奕才

(54)发明名称

基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交

通仿真集成系统

(57)摘要

本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一

种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的一体

化交通仿真系统。其包括：宏观交通仿真模块、

中观交通仿真模块、微观交通仿真模块、数据采集

与融合模块，中观交通仿真模块与宏观交通仿真

模块连接，微观交通仿真模块与中观交通仿真模

块连接，数据采集与融合模块分别和宏观交通仿

真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连

接。本发明在宏、中、微观交通仿真平台独立仿真

的基础上，实现各层仿真系统、不同仿真平台数据

的交互利用，能系统、全面模拟大型活动车流、人

流的交通运作状况，为大型活动各种交通决策方

案的制定提供技术依据。

(51).

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

权利要求书2页说明书10页附图7页

CN102393936A1/2页

2

1.一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，包

括：

用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实施效果的宏观交通仿

真模块；

用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊的影响情况、大型活动涉及

的重要活动区域交通运作状况的中观交通仿真模块，其与宏观交通仿真模块连接；

用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通运作状况的微观交通仿

真模块，其与中观交通仿真模块连接；

用于采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真模块提供数据依据，

并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反馈的数据采集与融

合模块，所述数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块、微观交通

仿真模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述数据采集与融合模块设置有如下单元：

用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息的地理信息数据采集单元，所述道路

交通网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行

驶速度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流集散量和断面客流调研数据的

现状运作状况存储融合单元；

用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日

常出行特征数据的交通源及居民出行特征信息管理单元，所述城市居民日常出行特征数据

包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空间分布、出行耗时、出行距离；

用于存储大型活动相关信息数据的大型活动相关信息存储单元，所述大型活动相关信

息数据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息。

3.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波流量检测器的道路流

量检测数据，现状运作状况存储融合单元对采集到的道路流量检测数据进行数据清洗、时

间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的道路流量检测

数据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据。

4.根据权利要求3所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述标准车是根据历史人工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆长度分

成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽车、出租车。

5.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述宏观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道交通网络地理信息、城市现状

土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据的基础数据进行仿真的

城市常态交通运作仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政策方案对城市常态交通运作仿真单元

的仿真结果进行修正的大型活动交通政策应用仿真单元。

权利要求书

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3

6.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述中观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏

观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真的专用道交通仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏

观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交通仿真的重点活动区域交通运作状况

仿真单元。

7.根据权利要求2所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述微观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对

大型活动举办时车流集散进行交通仿真的微观车流仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对

大型活动举办时人流集散进行交通仿真的微观人流仿真单元。

8.根据权利要求6所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通过数据

采集与融合模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速度——流

量曲线标定。

9.根据权利要求7所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统，其特征在于，所述微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数据采集

与融合模块获取行人集散特征数据对人流进行分类标定。

10.根据权利要求1至9任一项所述的基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通

仿真集成系统，其特征在于，所述系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形

式通过动态绑定COM接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。

权利要求书

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4

基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系

统

技术领域

[0001]本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互

使用的交通仿真集成系统。

背景技术

[0002]随着我国经济的持续健康发展，我国逐渐成为世界政治、经济、文化和体育强国，

越来越多的世界级大型活动选择在中国举行，如2008年北京奥运、2010年上海世博会、

2010年广州亚运会等都在中国上演。大型活动的举办丰富了市民的物质文化生活，同时提

高了城市的国内国际影响力，并给城市带来了难得的发展机遇和巨大的经济效益。但大型

活动在产生巨大经济效益的同时，其交通强聚散性和短时性特点给城市交通运输系统和交

管部门的交通组织管理水平带来了严峻的考验，为此，大型活动前一般会制定一系列交通

决策方案，而为检验大型活动前制定的一系列交通决策方案的合理性，交通仿真变得十分

重要。

[0003]交通仿真按仿真模型所描述系统的细致程度和侧重角度分为宏观交通仿真、中观

交通仿真、微观交通仿真。目前常用的宏中微观交通仿真平台均是各自为阵，很难从整体上

对城市交通运作状况、大型活动交通运作状况进行全面、系统地分析，因此，一种能集成宏、

中、微观交通仿真平台、各仿真平台数据交互使用的交通仿真集成系统变得非常重要，其既

能全面、系统分析城市和大型活动交通运作状况，又能集中数据管理、操作控制，提升仿真

精度。

发明内容

[0004]本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在宏观、中观、微观仿真

平台独立仿真的基础上，实现各层仿真系统、不同仿真平台数据的交互利用，能系统、全面

的模拟大型活动车流、人流交通运作状况，为大型活动的交通决策方案提供技术依据的基

于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统，

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于宏、中、微观交通仿真平

台交互使用的交通仿真集成系统，其特征在于，包括：

用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实施效果的宏观交通仿

真模块；

用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊的影响情况、大型活动涉及

的重要活动区域交通运作状况的中观交通仿真模块，其与宏观交通仿真模块连接；

用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通运作状况的微观交通仿

真模块，其与中观交通仿真模块连接；

用于采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真模块提供数据依据，

并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反馈的数据采集与融

说明书

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合模块，所述数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模块、微观交通

仿真模块连接。

[0005]数据采集与融合模块为宏观、中观和微观交通仿真模块提供基础数据，宏观交通

仿真模块为中观交通仿真模块提供基础OD矩阵和路网模型，中观交通仿真模块又可为微

观交通仿真模块提供基础OD数据和路网模型，宏观、中观、微观交通仿真模块逐渐深化，层

层递进，每个层次仿真结果通过地理信息数据库和EXCEL转换反馈到数据采集与融合模

块，循环优化，形成一套完整的宏观、中观、微观一体化的交通仿真集成系统；

上述方案中，所述数据采集与融合模块设置有如下单元：

用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息的地理信息数据采集单元，所述道路

交通网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行

驶速度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流集散量和断面客流调研数据的

现状运作状况存储融合单元；

用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日

常出行特征数据的交通源及居民出行特征信息管理单元，所述城市居民日常出行特征数据

包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空间分布、出行耗时、出行距离；

用于存储大型活动相关信息数据的大型活动相关信息存储单元，所述大型活动相关信

息数据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息。

[0006]上述方案中，所述现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波流量检测器的

道路流量检测数据，现状运作状况存储融合单元对采集到道路流量检测数据进行数据清

洗、时间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的车辆数

据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据。其中所述数据清洗指的采用

数据清理规则处理道路流量检测数据，剔除交通流量、速度和占有率超出合理阀值的数据，

剔除交通流量、速度和占有率之间的关系不符合交通流理论的数据；所述时间点修正指的

是对时间漂移的微波流量检测器，依据采集时段与标准时段之间匹配关系，对其进行匹配、

缺失或平均处理；所述数据降噪和平滑指的是对微波流量检测器所附带的数据背景噪声，

采用一次指数平滑法进行数据降噪、平滑；所述数据修补和矫正指的是对微波流量检测器

所检测数据缺失的，采用以邻近时段或邻近的上下游地点数据来修补。

[0007]上述方案中，所述标准车是根据历史人工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆

长度分成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽车、出租车。

[0008]上述方案中，所述宏观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道交通网络地理信息、城市现状

土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据的基础数据进行仿真的

城市常态交通运作仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政策对城市常态交通运作仿真单元的仿

真结果进行修正的大型活动交通政策应用仿真单元。

[0009]上述方案中，所述中观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏

观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真的专用道交通仿真单元；

说明书

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通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息以及通过宏观交通仿真模块获取宏

观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交通仿真的重点活动区域交通运作状况

仿真单元。

[0010]上述方案中，所述微观交通仿真模块包括：

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对

大型活动举办时车流集散进行交通仿真的微观车流仿真单元；

通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真模块的仿真结果对

大型活动举办时人流集散进行交通仿真的微观人流仿真单元。

[0011]上述方案中，所述中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通

过数据采集与融合模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速

度——流量曲线标定,通过对城市道路的速度、流量进行分析，把城市道路划分为高速路、

快速路、主干道、次干道、支路并利用速度、流量进行标定，根据标定结果再进行仿真能够大

大提高仿真精度。

[0012]上述方案中，所述微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数

据采集与融合模块获取行人集散特征数据对人流进行分类标定。通过对城市居民日常出行

特征数据进行分析，获取行人集散特征数据，对儿童、青壮年、老年进行标定，能够大大提高

微观人流仿真精度。

[0013]上述方案中，所述系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形式通

过动态绑定COM接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接。通过地理信息系统融

合数据采集与融合模块中的数据，在统一的界面中进行相关仿真和查询，极大方便了用户

的仿真和操作，实现不同仿真模块的精确融合和控制。

[0014]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）目前宏观、中观、微观交通仿真平台主要独立用于不同层面的交通仿真，本发明

以地理信息系统GIS为平台，整合城市人口、就业、土地利用、居民出行特征、交通网络等

数据，以此为基础将宏、中、微观交通仿真平台进行集成，利用COM接口技术融合中观仿真

VISUM和微观仿真VISSIM，实现以GIS为中间数据平台的融合功能，进行各仿真平台的数据

交互，大大加强各层面交通仿真平台数据的融合和传承，方便管理，统一控制,能够全面和

系统评价大型活动交通决策方案的实施效果；

（2）利用数据采集与融合模块统一为宏、中、微观交通仿真模块输入数据，将宏、中、微

观交通仿真模块紧密结合起来，为宏、中、微观交通仿真模块提供了统一的数据来源，提高

了数据源的一致性，在统一的数据基础上，三个仿真模块的仿真能够很好地实现交互使用，

使得三个仿真模块在交互使用后不但不会因为数据来源问题导致仿真结果的偏差，反而会

因为从宏观、中观到微观的仿真，实现层层递进，进一步提高了仿真的精度，而且通过宏、

中、微观交通仿真结果对交通数据采集与融合模块的反馈，相互能循环优化，更大大提高各

层面交通仿真精度；

（3）采用动态链接库形式，动态绑定COM接口，重写数据读取及操作函数，实现在地理

信息平台中融合处理中观交通仿真模块及微观交通仿真模块。

附图说明

说明书

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[0015]图1是本发明的整体结构图；

图2是本次发明中现状运作状况存储融合单元对交通检测器采集的交通数据进行处

理的流程图；

图3是本次发明中对交通数据进行标准车型转换的具体处理方法图；

图4是本发明的系统架构图；

图5是本次发明各层交通仿真平台数据交互利用的流程图；

图6是中观交通仿真平台中高速路速度——流量曲线标定拟合图；

图7是中观交通仿真平台中快速路速度——流量曲线标定拟合图；

图8是中观交通仿真平台中主干道速度——流量曲线标定拟合图；

图9是中观交通仿真平台中次干道速度——流量曲线标定拟合图；

图10是中观交通仿真平台中支路速度——流量曲线标定拟合图；

图11是自由流男性步速特征分布图；

图12是自由流女性步速特征分布图。

具体实施方式

[0016]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

[0017]如图1所示，为本发明一种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集

成系统的整体结构图，其包括数据采集与融合模块、宏观交通仿真模块、中观交通仿真模

块和微观交通仿真模块，数据采集与融合模块分别和宏观交通仿真模块、中观交通仿真模

块、微观交通仿真模块连接，中观交通仿真模块与宏观交通仿真模块连接，微观交通仿真模

块与中观交通仿真模块连接。

[0018]数据采集与融合模块采集、融合、存储交通仿真系统数据，为宏、中、微观交通仿真

模块提供数据依据，并根据宏、中、微观交通仿真模块仿真结果对其自身数据进行修正和反

馈的数据采集与融合模块。数据采集与融合模块中的数据主要通过收集整理历史和现状资

料数据、相关规划情况、现场调查及各交通检测器数据，部分由相关调查数据计算得出。数

据采集与融合模块设置有如下单元：

地理信息数据采集单元，用于存储道路交通网络和轨道交通网络地理信息，道路交通

网络地理信息包括道路坐标、道路长度、车道数、道路等级、道路通行能力、道路自由行驶速

度；轨道交通网络地理信息包括轨道坐标、车站位置、轨道长度；

现状运作状况存储融合单元，用于存储道路交通流量和车速数据、轨道交通站点客流

集散量和断面客流调研数据；现状运作状况存储融合单元中存储有基于微波检测器的道路

流量检测数据,现状运作状况存储融合单元对微波检测器采集到道路流量检测数据进行

数据清洗、时间点修正、数据降噪和平滑、数据修补和矫正的修正处理，再对经过修正后的

车辆数据进行标准车转换处理融合，作为交通分析常用的流量数据，标准车是根据历史人

工调查的车型比例，将车辆按照不同车辆长度分成小客车、大客车、小货车、大货车、公共汽

车、出租车，如图2和图3所示。其中所述数据清洗指的采用数据清理规则处理交通数据，

剔除交通流量、速度和占有率超出合理阀值的数据，剔除交通流量、速度和占有率之间的关

系不符合交通流理论的数据；所述时间点修正指的是对时间漂移的微波检测器，依据采集

时段与标准时段之间匹配关系，对其进行匹配、缺失或平均处理；所述数据降噪和平滑指的

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是对交通检测器所附带的数据背景噪声，采用一次指数平滑法进行数据降噪、平滑；所述数

据修补和矫正指的是对微波检测器所检测数据缺失的，采用以邻近时段或邻近的上下游地

点数据来修补。

[0019]交通源及居民出行特征信息管理单元，其将整个城市区域划分为若干交通小区，

用于储存城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量的分布数据、储存城市居民日常出

行特征数据，城市居民日常出行特征数据包括出行强度、出行目的、出行方式、时间分布、空

间分布、出行耗时、出行距离；

大型活动相关信息存储单元，用于存储大型活动相关信息数据，大型活动相关信息数

据包括大型活动交通政策方案、大型活动专用车道方案、大型活动安排信息；

宏观交通仿真模块，用于仿真分析城市整体交通运作状况、大型活动交通政策方案实

施效果，对大型活动交通政策方案进行技术评价。宏观交通仿真模块包括：

城市常态交通运作仿真单元，通过数据采集与融合模块获取包括道路交通网络和轨道

交通网络地理信息、城市现状土地利用、人口、就业和机动车拥有量、城市居民日常出行特

征数据的基础数据进行仿真的；其采用四阶段法仿真城市常态交通运作，包括各交通小区

的居民出行生成、小区间的出行分布、居民出行方式结构、道路交通网络和轨道交通网络流

量分配，仿真过程中获取了小客车、出租车和货车出行的三个基础OD矩阵。

[0020]大型活动交通政策应用仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动交通政

策对城市常态交通运作仿真单元的仿真结果进行修正，修正的内容包括居民出行生成、出

行分布数据，确定居民出行方式转移情况，重新对道路交通网络和轨道交通网络进行流量

分配，得出大型活动举办场所与驻地、驻地与交通枢纽间的行程时间、居民出行时间分布特

征、路网车速指标。

[0021]中观交通仿真模块,用于仿真分析大型活动交通专用道的设置对城市交通走廊

的影响情况、大型活动涉及的重要活动区域交通运作状况。中观交通仿真模块包括:

专用道交通仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动相关信息以及通过宏观

交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动专用道进行交通仿真；利用宏观仿真模块得到

大型活动期间小客车、出租车、货车出行OD矩阵，设置亚运专用道网络，加载OD矩阵分配路

网流量，得到大型活动举办期间专用车道连接场所间的行程时间、专用道所在道路车速和

饱和度指标数据；

重点活动区域交通运作状况仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信

息以及通过宏观交通仿真模块获取宏观仿真结果对大型活动涉及的重要活动区域进行交

通仿真用。通过设置大型活动举办场所所在城市区域的交通运作状况仿真子单元，输入大

型活动安排信息，得到大型活动每天每小时进散场人流交通需求，根据大型活动相关安排

得到各类参与活动人员的出行方式，仿真分析得出大型活动各类人员的机动车需求，通过

宏观仿真模块获取各个重点城市区域的日常交通需求OD矩阵和路网模型，加载大型活动

机动车需求得出各个重点活动区域周边主要道路交通运作状况指标数据。

[0022]中观交通仿真模块中设置有城市道路速度流量标定模块，其通过数据采集与融合

模块采集处理的道路交通流量和车速数据对各等级城市道路进行速度——流量标定。通过

对城市道路的速度、流量进行分析，把城市道路划分为高速路、快速路、主干道、次干道、支

路并利用速度、流量进行标定，根据标定结果再进行仿真能够大大提高仿真精度。

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[0023]微观交通仿真模块，用于仿真大型活动举办时车流和人流集散的车流和人流交通

运作状况。微观交通仿真模块包括：

微观车流仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真

模块的仿真结果对大型活动举办时车流集散进行交通仿真；通过大型活动安排信息得出大

型活动举办时散场机动车交通需求，利用VISSIM微观仿真平台仿真大型活动举办时散场

车流交通运作状况，得到仿真三维视频和散场时间数据，评价大型活动举办时散场车流交

通运作效果；

微观人流仿真单元，通过数据采集与融合模块获取大型活动安排信息和中观交通仿真

模块的仿真结果对大型活动举办时人流集散进行交通仿真；通过大型活动安排信息得出大

型活动举办时进散场人流需求，利用LEGION微观仿真平台仿真散场人流疏散过程，得到二

维和三维人流疏散仿真视频、密度分布、重要节点人流疏散运作、安检口进场排队状况等运

作数据，提出对大型活动进散场组织方案的合理评价。

[0024]微观交通仿真模块中设置有行人步行特征标定模块，其通过数据采集与融合模块

获取大型活动行人散场特征数据对人流进行分类标定。通过对大型活动行人散场特征数据

进行分析，对儿童、青壮年、老年进行标定，能够大大提高微观人流仿真精度。

[0025]本系统以地理信息系统为平台进行集成，其以动态链接库形式通过动态绑定COM

接口与中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连接，重写数据读取及操作函数，实现不同版

本交通仿真模块的精确融合控制。通过地理信息系统融合数据采集与融合模块中的数据，

在统一的界面中进行相关仿真和查询，极大方便了用户的仿真和操作，实现不同仿真模块

的精确融合和控制。

[0026]下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

[0027]如图4所示，为本发明的系统架构图。本发明将交通仿真集成系统平台总体上分

为底层支撑、中层接口及用户界面三部分，底层以NetFramework2.0及DBMS数据库系统

为支撑，提供必要的软件运行环境及数据支持；中层接口主要包括ArcgicEngine、VISUM

Com、VISSIMCom、、等接口模块，实现对地

理空间、交通流量等数据进行读取、统计、输出等功能；用户界面部分包含了地理信息显示、

综合仿真控制、数据管理、统计查询等操作界面，提供友好的用户操作体验。本实施例是基

于CUBE宏观仿真平台、VISUM宏观或中观仿真平台、微观车流仿真平台VISSIM、微观人流仿

真平台LEGION进行的。在数据处理方面，本实施例的系统以数据库为核心，对地理空间数

据、交通流数据、OD需求矩阵等进行有机整合，并为各个应用模块提供数据，主要数据流程

框图，如图5所示。

[0028]系统以地理信息显示界面为基础，展示整个城市的交通网，并通过菜单栏提供软

件的所有功能模块；在应用集成方面，平台系统通过综合仿真控制界面，把各个模块有机的

统合到一起进行操作、控制；在结果显示上，提供了流量显示，道路信息、运行状况查询统

计。

[0029]下面对宏观、中观、微观三个交通仿真模块的建立和应用进行逐一阐述。

[0030]（1）宏观交通仿真模块的建立与应用

宏观交通仿真模块包括城市常态交通运作仿真单元和大型活动交通政策应用仿真单

元两大单元，分别对城市常态交通运作和大型活动交通政策应用进行仿真，其具体建立步

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10

骤如下：

第一步：构建交通分区系统。首先将整个城市区域划分为若干交通小区，并对各个交通

小区进行数据采集，将采集的城市交通分区系统数据转换为SHP格式文件，分别导入CUBE

宏观仿真平台和VISUM仿真平台中。

[0031]第二步：建立道路交通网络系统。将采集的城市道路交通网络地理信息数据转换

为SHP格式文件，导入CUBE宏观仿真平台和VISUM仿真平台中，建立仿真系统的路网模型，

本实施例的宏观交通仿真模块将路段分为高速路、快速路、主干道、次干道、支路、辅助路段

和匝道7大类，共26小类，并将单向道路（匝道）的反向路段设置为zero类型，该类型道路

所有类型车辆均不能通行，并根据现状交通组织图调整各路口的交通组织，路段分类及基

本属性设置见表1。

[0032]表1路段类型分类及基本属性表

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第三步：城市常态交通运作仿真。将数据采集与融合模块储存的城市土地利用、人口、

就业、机动车拥有量、城市居民日常出行特征数据加载到CUBE宏观仿真平台中，进行居民

出行生成、出行分布、方式结构仿真，得到不同方式的城市居民出行OD需求矩阵，进行交通

分配，仿真城市常态交通运作状况。

[0033]第四步：建立VISUM仿真平台中的交通系统网络。本实施例根据需要建立了小客

车C(Car)、货车GV（hgv）、出租车T(Taxi)、大型活动Y（yayun）四个交通系统，各个交通系

统对应不同的道路网络。

[0034]第五步：交通需求矩阵的转换与加载。将CUBE宏观仿真平台中的OD需求矩阵转

换为CSV格式，加载到VISUM仿真平台中，构建VISUM仿真平台的基础需求矩阵，并根据大

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型活动相关信息获取大型活动需求矩阵，同样加载到VISUM仿真平台中。

[0035]第六步：大型活动交通政策应用仿真。根据不同的大型活动政策方案，分析交通方

式结构的变化情况，调整VISUM仿真平台中的基础需求矩阵，仿真分析交通政策的实施效

果。

[0036]（2）中观交通仿真模块的建立与应用

中观交通仿真模块包括专用道交通仿真单元和重点活动区域交通运作状况仿真单元，

分别对大型活动专用道和重要活动区域交通运作状况两大部分进行仿真，具体建立步骤如

下：

第一步：在VISUM仿真平台中设置专用车道系统，通过数据采集与融合模块采集的数

据获取大型活动相关信息，得到大型活动的交通需求，加载到大型活动专用道交通仿真平

台上，并根据采集的数据分高速路、快速路、主干道、次干道、支路进行速度——流量曲线标

定，并将标定结果（见图6-图10）输入仿真系统，对大型活动专用道的交通运作进行仿真分

析，得出专用道上的交通饱和度、车速等评价指标。

[0037]第二步：在VISUM仿真平台上，通过路网分割（subnetworkgenerator）技术截取

大型活动举办场所所在区域的基础路网模型和基础需求矩阵。

[0038]第三步：通过采集的数据分析大型活动举办场所所在区域的交通需求，加载到截

取的中观重点活动区域仿真平台中，对大型活动举办场所所在重要活动区域交通运作状况

进行仿真，评价大型活动举办场所所在区域周边主要道路的交通运作状况。

[0039]（3）微观交通仿真模块的建立与应用

微观交通仿真模块包括微观车流仿真单元和微观人流仿真单元，分别对微观车流和微

观人流进行仿真，具体建立步骤分别介绍如下：

（31）微观车流仿真单元

第一步：获取基础路网模型和基础需求矩阵。通过VISUM仿真平台截取大型活动举办

时所在场所周边交通路网模型和需求矩阵，并根据大型活动举办时散场期间交通管制方案

调整路网，预测散场期间地区背景交通量，并加以校正。

[0040]第二步：建立VISSIM仿真平台。将VISUM预测的背景需求路径和路网模型导出为

anm文件，然后将其导入到VISSIM中，得到一个路网和含有背景需求的VISSIM系统，然后根

据实际情况对路网进行微调，并对路口冲突情况进行调整。

[0041]第三步：加载公交需求和开幕式交通需求。由于VISUM导出的需求仅包含背景小

客车需求，得到导入的VISSIM仿真系统后，需加载公交站点及需求信息，并加载开幕式交

通路径，以与实际状况吻合。

[0042]第四步：路口信号处理。根据实际情况对有信号灯控制的路口进行信号灯设置，设

置过程包括信号控制机、信号灯组及相位相序设置，设置完信号灯后需进行调试。

[0043]第五步：三维仿真平台建立。将建立好的周边三维模型及VISSIM自带三维模型加

载到仿真模型中，创建立体的三维仿真系统。

[0044]第六步：仿真分析与应用。运行仿真系统，录制三维仿真视频，根据运行结果分析

散场时间，交通拥堵状况等指标。

[0045]（32）微观人流仿真单元

第一步：人流仿真环境构建。准备CAD路网文件，可根据相应设计图纸，清除多余的图

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层，仅留下行人行走边线、绿化分隔边线、栅栏边线和硬隔离边线，将其导入ModelBuilder

即可构造仿真环境。

[0046]第二步：采集大型活动人流散场基础数据，进行行人步行特征参数标定，标定结果

见图11和图12所示。

[0047]第三步：设置实体类型（EntityType）。根据实际需求对每个OD对间的人流设

置一个实体类型，实施例根据大型活动举办时散场相关安排及散场人流需求分布，共需设

置15种实体类型，并可对每种实体类型分配相应的颜色以示区别，此外还可设置实体类别

（chine），并根据行人参数标定结果设定速度类别（StadiumUrs）。

[0048]第四步：设置出入口。根据大型活动举办时散场交通组织方案，在相关举办场所出

口处设置人流入口（Entrance），在停车场入口处、临时公交总站入口处设置人流仿真出口

（Exit）。

[0049]第五步：导入散场需求。根据采集到的大型活动相关信息，提取大型活动举办时散

场相关需求，将散场需求整理成excel格式，并保存为csv格式，导入到ModelBuilder中，

得到相应的交通需求，并与实体类型对应。

[0050]第六步：设置路径。根据大型活动举办时散场人流交通组织方案设置各类人员的

路径，在设置路径过程中，分流点和中间点需设置FocalNode，然后再针对各类人员依次设

置links将Entrance、FocalNode和Exit联系起来。

[0051]第七步：设置FocalDriftZone。由于Legion软件总是默认人选择最短路径，

因此可能造成人在很宽的道路上过分集中的情形，使得道路利用率不高，为此需设置Focal

DriftZone，针对每个FocalNode和Exit设置FocalDriftZone，以使行人以分散模式向

前行走。

[0052]第八步：系统调试校正。将ModelBuilder中所建系统检查无误后导出为ora格

式文件，并利用Simulator模块打开ora文件，进行仿真测试，观察仿真运行状况与实际不

符和不合常理情况，找出原因，然后在ModelBuilder中修正，依次反复，直到调整到满意结

果即完成系统建立过程。

[0053]第九步：搭建3D系统。仿真系统完成调试后，将二维ora系统文件或包含有仿真

运行结果的res文件导入Legion3D作为三维系统的仿真数据资源（DataSource），然后将

事先建好的3D模型（3DS文件）逐个导入作为三维仿真的背景，至此完成三维系统的建立。

[0054]第十步：仿真分析与应用。运行仿真模型，设置关键检测点，得到人流密度分布、关

键点位人流运作状况等评价指标，并录制三维及二维仿真视频。

[0055]根据上述相关仿真模块的建立和应用，运行完各层交通仿真平台后，对仿真结果

进行综合分析，提出系统性的评价结论，并根据评价结论对相关交通组织方案提出指导性

意见。

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图1

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