[发明专利]交通冲突仿真两阶段参数标定方法

说明书

技术领域

本发明属于交通仿真领域，为一种利用微观仿真软件VISSIM和冲突分析软件SSAM进行交通冲突模拟的参数标定方法。

背景技术

微观仿真技术的不断成熟，使其在交通工程领域中的应用日益广泛，特别是在通行能力研究方面，逐渐形成了利用微观仿真技术模拟实际交通运行状况的参数标定流程。然而在交通冲突仿真方面的工程实践表明，传统面向通行能力研究的参数标定流程在模拟实际交通冲突方面存在很大的缺陷，并不能正确反映实际交通冲突状况。

发明内容

如何改善传统微观交通仿真模型的标定流程，使其能够应用于交通冲突仿真是本发明主要解决的问题。

为了弥补传统微观仿真模型参数标定过程不能正确反映实际交通冲突状况的不足，本发明提出了交通冲突仿真两阶段参数标定方法，包括以下步骤：

第1步，现场数据采集，建立交叉口VISSIM仿真模型。现场数据采集主要包括交叉口几何尺寸、交通流量、车速、大小车比例、交通冲突以及信号配时等数据的采集。然后根据交叉口航拍图或者CAD图建立交叉口仿真模型，并定义仿真模型中交通流量、大小车比例、车辆速度以及交通信号配时等信息。

第2步，参数校准。对VISSIM中车辆跟驰模型、变道模型以及优先规则等所包含的参数进行校准。初次参数校准可采用软件默认值，若默认值无法满足研究需求，可根据经验和国内外研究成果设定参数的变化区间和变化幅度，重复试验进行参数校准。

第3步，模型检验。首先选择能够反映交叉口交通运行状况的检验指标，如车头时距、排队长度等，然后进行皮尔森卡方检验计算该指标实测值与仿真输出值的之间差异，如公式1。

χ2=Σi=1k(si-ri)2ri---(1)]]>

其中k表示对检验指标数值划分成k个区间，s_i代表检验指标的仿真输出值在第i个区间的个数，r_i代表检验指标的实际观测值在第i个区间的个数。在给定显著性水平α下，若则认为两者之间的差异过大，返回第2步，继续进行参数校准；反之则认为仿真模型能够反映实际交通运行状况，进行第4步。

第4步，运行仿真模型，输出轨迹文件。通过第3步模型检验之后，运行仿真模型，输出车辆的轨迹文件。

第5步，仿真冲突阈值校准。冲突分析软件SSAM通过计算车辆之间的距冲突时间(TTC)来判定是否有交通冲突发生。SSAM中默认的冲突阈值为1.5s，当计算得到的TTC值小于或等于1.5s时，认为有冲突产生；当TTC值大于1.5s时，认为没有冲突产生。而实际冲突观测中，观测者通过观察车辆是否有明显的避险行为，如突然减速、变向等来判断是否有冲突产生。因此为了使仿真冲突与实际冲突具有一致性，必须对仿真冲突阈值进行校准。同样，仿真冲突阈值的初始值可以定为软件默认值，若初始值不可接受，则可设定其变化区间和变化幅度，重复试验进行参数校准。

第6步，SSAM冲突分析。运行冲突分析软件SSAM，对交叉口仿真模型输出的车辆轨迹文件进行冲突分析，输出仿真冲突数据。

第7步，冲突检验。利用公式(2)计算交叉口实际观测到的冲突与分析得出的仿真冲突的差异：