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2017年9月24日 • 星期日 • 第38周  
——  孙  剑  教  授  课  题  组  ——
软件下载

 

Vissim标定工具(VCT)

最新版本1.0(624 MB)

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(MD5:27EB5A6B1B0D24006D3E8B1824327BCA)

 

目录


1. 开发目的及定位

2. 软件功能

2.1 软件工作原理

2.2 软件主要功能

2.3 软件安装运行环境

2.4 软件运行操作及注意事项

3. 标定结果界面

4. 软件标定结果分析

5. 软件开发人员

 

1. 开发目的及定位


在仿真模型完成基础路网建立及错误检查步骤后,已确保仿真模型的“物理环境”准确,模型达到“可标定模型”的水平,为了提高模型的可信度,需要对模型中驾驶行为参数进行标定。模型参数标定过程的步骤有:参数取值范围确定、校准指标选取、待标定参数选择、参数标定。其中待标定参数选择及参数标定是最重要的,也是工作量最大、过程最繁琐的两步,本参数标定软件旨在代替以往交通仿真模型工程师的手动标定参数过程,其核心是使用遗传算法,通过编译语言连接Vissim COM接口修改驾驶行为参数,寻找最优解。

图1 开发目的及定位

本软件的参数标定功能可分为两大类:

  • 一键标定,能够由程序自动完成参数筛选并对筛选出的参数进行标定,其面向的用户主要是刚刚接触参数标定、对参数标定机理不是十分清楚的交通工程师
  • 分步标定,分为参数自动筛选和参数自主筛选两种功能,参数自动筛选相比于一键标定则更为灵活,可以由用户选择待标定的参数的种类,然后程序对其进一步筛选后进行标定;而参数自主筛选,允许用户直接选取待标定的具体参数,直接对用户选择出的参数进行标定,其面向的用户主要是对交通仿真建模有一定经验的交通工程师

需要特别指出的是本标定软件给出的结果是通过启发式算法寻优得出的数值“合理”的结果。用户在得到相关推荐参数后,建议用户先进性动画合理性验证,必要时再进行模型运行性能指标验证。

 

2. 软件功能


2.1 软件工作原理

本软件采用遗传算法标定Vissim驾驶行为参数,以提高仿真模型可信度。算法主要考虑跟驰模型和换道模型参数。

主界面:分为运行界面和人机交互界面

图2 运行界面(左)和人机交互界面

左边黑色窗口为程序工作区域,右侧为软件的操作界面。该界面分为两步,第一步导入待标定的Vissim文件,第二步根据工程需要和用户情况选择三种标定方式中的一种。

2.2 软件主要功能

  • 功能一:一键标定

图3 一键标定

用户选择对应的优化指标 ,根据交互命令指定优化指标的真实值和所占权重,软件直接给出最终的参数推荐值和优化指标收敛结果。

  • 功能二: 自动筛选模型参数

图4 自动筛选模型参数

软件根据单因素方差分析的方法分析驾驶行为参数对所在场景下的行程时间的敏感性,筛选出有重要影响的参数;

图5 模型标定优化指标

之后参数标定程序确定这些参数的推荐取值。

  • 功能三:用户指定模型参数标定

图6 用户指定模型参数标定

软件根据用户自己勾选的模型参数,和优化指标,给出相应的参数推荐值。

2.3 软件安装运行环境

操作系统 目前软件仅适用于Win 7、Win10操作系统;其他系统未经测试。
硬件要求 本软件没有硬件环境的特殊要求,但是应保证安装的目标电脑能够运行Vissim软件。
安装注意事项 用户下载软件包,执行安装,安装路径中避免出现中文。

2.4 软件运行操作及注意事项

软件仅针对市场上的主流Vissim版本开发,目前适用Vissim 9、Vissim 7和Vissim 5.40三个版本。软件默认从低版本的Vissim 5.40到高版本的Vissim 9依次搜索。通过软件启动Vissim软件的过程可能会花费较长时间。为避免等待时间过长,请确保安装本软件的电脑上只安装待标定.inp文件的对应的Vissim版本。

2.4.1 软件操作步骤

  • Step1:导入待标定的.inp/.inpx文件;
  • Step2:选择所需要的功能:一键标定,参数自动筛选-标定,或者参数自选标定;
  • Step3:待标定结束后,点击“查看标定结果”,返回标定报告。

2.4.2 软件使用注意事项

  • 确保待标定的Vissim模型的基本设置正确:如车辆输入,行驶路径,信号控制方案等基本信息;评价配置应设置无误。使用软件时选择对应的路段类型下的驾驶行为模型和Vissim软件中事先设置好的评价指标。
  • 若选取参数自选筛选-标定功能,则用户应确保.inp/.inpx文件中行程时间评价的相应设置。
  • 若选取参数自选标定功能,在勾选需考虑的模型参数时,需要注意必须勾选这些参数对应的参数模型类型——Wiedemann 99、Wiedemann 74或者换道模型。

 

3. 标定结果界面


当以上选取的功能运行结束后,用户可以点击各个功能对应的“查看标定结果”按钮,软件返回所选取参数的名称和最终取值,优化指标的收敛值和标定算法的终止原因。

图7 标定结果界面展示

 

4. 软件标定结果分析


以中国某一典型快速路案例为例,通过软件标定,得到所选待标参数的取值。如表1。

表1 软件标定结果

 

待标定参数取值

校准指标误差(MER

一键标定

W99cc0= 0.50; W99cc1Distr = 1; W99cc2=2;

W99cc4=-0.64; w99cc5 = 0.64;

AccDecelTrail = -2.745; SafDistFactLnChg = 0.28;

CoopDecel = -3; CoopLnChgSpeedDiff = 5;

LnChgDist = 50;

9.22%

自选标定

W99cc0= 0.586; W99cc1Distr = 0.78; W99cc2=3.83;

W99cc4=-0.71; w99cc5 = 0.71 DecelRedDistOwn =135.96;; AccDecelTrail = -1.077;

MinHdwy = 0.585;

SafDistFactLnChg = 0.354;

CoopDecel = -3.10; CoopLnChgSpeedDiff = 13.62;

LnChgDist = 50;

5.71%

Vissim模型中修改对应参数,选择断面流量为验证指标(断面为各个检测器布置位置)。结果如下图所示,验证指标对比可知,流量误差在5%以内。

图8 校准指标对比结果

图9 验证指标-断面流量

整个仿真标定过程,用户只需输入现场调查的行程时间数值,大约10个小时之后(正常运行时间为:5h×20×30=3000h,这还不包括人工手动处理数据的时间),即可得到高可信度的仿真模型。
由案例可知,标定软件能够很好的调整驾驶行为参数值,使得仿真效果尽可能接近现实。标定过程简单,结果有效。

但需强调,标定软件得到参数虽然能够得到较好的仿真运行效果,但是参数的结果不一定唯一,参数取值不一定与驾驶常识一致,但参数取值在Vissim软件允许的取值范围内。因此建议用户最好针对标定后的模型进行动画检查,避免出现异常交通现象。对于优先规则和连接器换道距离等局部参数,建议工程师凭经验人工设置。

因此。我们提倡有能力的用户应和有经验的工程师一起,自主选择那些不能直接确定的驾驶行为参数来标定。避免出现不符合常识的模型参数。

 

5. 软件开发人员


本标定软件由同济大学交通运输工程学院孙剑教授所带领的TOPS课题组独立编写开发和维护。目前软件处于公测阶段,未进行商业运营。本课题组愿意免费提供该软件的安装文件,希望更多的用户使用测试,提供宝贵意见。如有问题可发送邮件至836287211@qq.com✍️

阅读(128)   最近更新:2017年8月25日 20:17:24

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