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2017年11月23日 • 星期四 • 第47周  
——  孙  剑  教  授  课  题  组  ——

TESS NG微观交通仿真软件第二轮内部测试

撰稿 刘启远   2017年8月24日 23:47:30  阅读(291)

2017年7月至8月,同济大学TOPS团队进行了TESS NG微观交通仿真软件的第二轮内部测试。

本次测试从软件用户友好度、系统稳定性、功能缺陷、界面显示、仿真性能等五大方面对TESS NG进行了系统性的测试及优化,基于测试人员的使用及反馈,对系统进行了进一步的升级。在软件用户友好度方面:软件的信号配时设计流程、车辆属性特征及发车点车辆构成等更加简便,并且增加了多项自检系统,避免用户设置错误;软件的路径的设置采用基于link和可选lane connector的设计理念,使用户在全局路径设置上,与其他同类软件相比,大大减轻了全局路径设置的工作量,同时系统的加速设置等功能也趋于完善。在系统稳定性上,根据测试人员的大量测试反馈,系统在进行各类设置,及仿真运行时,系统的报错率低于1/1000,系统的运算性能依旧保持高效,在仿真精度为20次/秒的情况下,采用一般4核8G内存,i7处理器以上的计算机,可以保持实时10000辆车以上的稳定运行及车辆轨迹数据的输出。在界面显示上,也对菜单栏进行了优化,工具栏的图标进行了进一步的简明设计。

对于TESS NG目前的仿真性能测试,通过共计10大类22个具体实际案例场景进行了仿真结果有效性测试,包括各种类型的城市交叉口场景5个,交叉口干线3个,快速路4个,区域路网2个,公交系统2个,立交1个,环岛1个,收费站1个,其他场景3个。

城市道路交叉口的5个仿真案例包括深圳南山大道与创业路交叉口、深圳新湖路与裕安一路交叉口、青岛山东路与江西路交叉口、上海人民路与河南南路交叉口,芜湖赭山西路与银湖中路交叉口等。对交叉口在平峰和高峰期的运行情况进行了仿真测试,从用户的操作设置情况表明,TESS NG采用的lane conector自动合流、分流、穿越冲突处理方式,使用户不需要再进行交叉口的冲突区及让行设置,connector面域的默认渠化设计也使用户在保证交叉口建模灵活性的基础上,提升了用户在交叉口内部的仿真建模效率。从仿真结果表明,TESS NG采用的车辆跟驰模型的缺省参数,能更接近真实的表征交叉口车辆运行特征(如车辆启动损失时间,交叉口各向实际饱和度等指标),缺省参数下交叉口的车辆排队长度,车均延误等指标也与实际数据接近,具体的交叉口仿真图像举例如下:

深圳南山大道-创业路交叉口仿真

在干线交叉口群的仿真中,本轮测试共进行了3个案例的仿真测试,具体包括深圳新洲路干线仿真测试、深圳皇岗路干线仿真测试、上海黄兴路干线仿真测试。在测试中,软件的路径的设置采用基于link和可选lane connector的设计理念,在每个路径中,用户均可调整车辆通过conector面域中的可选lane conector,大大提升了干线路网的测试效率。并且TESS NG采用的五阶段车辆变道逻辑(车辆变道动机产生、车辆目标车道选择、车辆调整自身运动状态寻找间隙、车辆变道间隙确定、车辆执行变道决策)可以较为准确的模拟车辆在交叉口间的自由及强制变道行为,车辆的高峰通过性能与实际情况接近。通过TESS NG仿真结果表明,车辆在干线的各向行程时间、各个交叉口的排队长度等,80%的仿真数据误差在10%以内,剩余20%的数据与真实数据差异在15%以内。具体的仿真时的示意图如下:

深圳皇岗路干道交叉口仿真

在区域的道路交通系统仿真中,TESS NG也表现出了较强的系统稳定性,如在深圳中心区的道路交通仿真,杭州武林门区域道路交通仿真中,在加载1000+信号灯组,3000+各类数据采集点,2000+以上路径设置,500+发车点,系统在仿真精度为20次/秒的情况下,系统依然可以非常稳定的系统运行及数据输出实时10000+以上的车辆轨迹数据。区域路网的车辆运行情况如下图:

杭州武林门区域路网仿真

在汇入区的交通仿真中,TESS NG选择了上海快速路的多个独立瓶颈点进行仿真,包括内环广中路段、内环武宁路段、内环虹许路汇入段、延安高架路、TESS NG内部的汇入模型可以较好的表征匝道车辆汇入主线时的破坏性换道行为,对匝道车辆合流的turn taking(车辆轮流通行或拉链式通行)可以进行准确的表征。通过对仿真系统(利用TESS NG数据及其他交通仿真软件数据)中数据采集点的流量、车速与实际数据比较表明,TESS NG在模型缺省参数情况下,可以较为准确的表征上海快速路瓶颈点的拥堵产生及消散情况,上海快速路的部分仿真示意如下图:

上海内环虹许路入匝道仿真

在公交系统的仿真中,TESS NG测试了上海临港新城片区公交线路及鲁班路的公交仿真系统,TESS NG可以较为准确的表征车辆进入及离开两类公交站点(路侧式及港湾式)的行为特征,并且在车辆线路设置,站点设置,停车时长设置,车辆上下客的人数设置,公交评价数据输出方面,均可方便快速的进行设置及评价。在公交车辆与社会车辆的交互,社会车辆公交专用道的使用与路径设置出现冲突的处理也进行了逻辑优化,使TESS NG的公交仿真系统运行更加稳定,行为表征更加准确。公交系统仿真如下图所示(其中绿色车辆为公交车辆,灰色lane 表示公交专用道,白色区域表示公交站点):

上海鲁班路的公交仿真系统

在立交的仿真中,TESS NG可以对用户设置不同高层的link进行有效的二维交互效果处理及展示,并且考虑了相交路段link,连接段区域lane connector在不同高程差之间的连接效果处理,车辆间的汇入及交叉冲突系统也可以进行内部协调处理。立交仿真的效果如下图所示:

上海内环漕溪北路立交

在环岛的仿真中,TESS NG进行了上海五角场环岛的仿真测试,其测试结果表明TESS NG在短距离段路中的各类强制变道及自由变道的默认变道动机条件,间隙选择模型及变道时选择间隙的行为直行过程表征较好。在环岛信控方案下,可以达到环岛各进口道总量为7000pcu/h的通行效果仿真,各路段的服务水平及车辆各向的通行时间与实际情况基本保持一致,并且车辆在环岛中对路段的各车道利用率较为平均,不会出现在其他仿真系统中环岛内侧车道使用率极低的情况。环岛的仿真效果如下图:

上海五角场环岛仿真

在收费站的仿真中,TESS NG目前利用信号灯来模拟人工收费车道,减速区模拟ETC收费车道,车辆在自由情况下的动态路径选择模型可以较好的仿真车辆在收费站区域的最短排队收费车道选择的通行情况,收费系统的通行效率与真实情况接近,具体效果如下图所示。

京沪高速江桥收费站

同时,TESS NG目前还可以进行如事故区,路边停车等位置的仿真,用户可以根据TESS NG的基础功能,进行灵活设置及选用。

在TESS NG的功能完善方面,目前TESS NG系统正在进行非机动车道模型,3D可视化,信号控制优化等模块的嵌入,并在不断的完善及实际案例测试中,丰富仿真系统的功能及仿真性能。

最后,TESS NG开发团队向所有参与第二轮测试并为测试提供帮助的相关同学表示感谢。

最近更新:2017年8月25日 13:22:08

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