一个S-Paramics 模型应用的例子_学习的好开始

ardiss

原文由SUIYUAN 发于  http://bbs.tranbbs.com/dispbbs.asp?boardid=18 &Id=30318

这几天刚刚完成了一个小项目，涉及评估某市新建消防站的交通影响问题。感觉这个例子很适合练手（也可作为实验课素材）。现与大家分享一下有关过程。当然，你也可以用手头其它的仿真软件试试。

　　项目介绍：

　　不久前，某市公交车优先项目的评估中，使用了微观仿真的方法。

　　最近，该市决定建设一个新的消防站，选址问题已经确定，现在需要确定合适的交通解决措施。新地址位于主干道旁的一条繁忙支路上。消防车如果要执行任务，从消防站出来，必须首先直行穿过一个T型交叉口，接着再通过一个环行交叉口（4个方向），才能到达主干道。由于支路十分繁忙，消防车和其它车辆势必会相互影响。

　　现借助于现有模型，对交通影响进行评估，以找出最佳设计方案。需要满足的条件有三个：
　　1) 消防车能够尽快地到达主干道；
　　2) 对其它交通的影响要尽量低；
　　3) 项目全部费用不能超过一定的资金预算;
　　4) 只有T型交叉口和环行交叉口间能够增加一条车道。

　　基本思路：
　　1．设计方案有哪些？（设计部门的任务）
　　2．用何种指标评价？
　　3．在模型中如何实现？

以下是引用ardiss在2008-9-17 11:54:00的发言：
能不能给出基本的道路草图呢？



从学习的角度来说，只要模型中有环行交叉口和T型交叉口（或其它任意形式）各一个（均未信号化）就可以了。

第一阶段备选方案
项目第一阶段考虑的备选方案有五个：

1）完全关闭消防站一侧（远离环形交叉口的方向）的道路；
2）从消防站到环形交叉口间，开辟消防车专用车道 —— 改变现有车道使用，但车道总量并未改变；
3）信号化环形交叉口；
4）在T型交叉口到环行交叉口间增加一条车道；
5）建立紧急呼叫（Hurry Call）系统 —— 在环形交叉口安装信号，但在没有消防车出动的情况下，仍作为无信号交叉口使用；如果有消防车出动，则立即变为信号交叉口，消防车经过的道路开通绿灯，而其它走向一律变为红灯。

测试阶段
测试主要分三个阶段进行：

第一阶段：使用2011年（投入运营年）交通量，对各种备选方案进行测试，找出其中的最佳方案；
第二阶段：对第一阶段确定的最佳方案进行适当调整，并进行测试（仍使用2011年交通量）；
第三阶段：使用2016年交通量，重复第二阶段的测试。
最后，根据第二、三阶段的测试结果，确定最终选用的方案。

评价指标  

这里采用了两种评价指标： 1) 旅行时间（消防站到环形交叉口） 　 a) 计算所有车辆的旅行时间，并与初始模型（或参考模型）的时间进行比较； 　 b) 计算消防车的旅行时间，并与自由流状态的时间进行比较。 2) 车辆排队长度（消防站到环形交叉口）

[ 本帖最后由 ardiss 于 2008-9-22 11:57 编辑 ]

ardiss

说明 Post By：2008-9-27 11:32:00 由于这个模型应用是以现有模型为基础的，因此这里没有详细地介绍S-Paramics模型项目的建立和分析过程（以后有机会和大家交流）。这一过程可以参考如下资料：微观仿真模型的建立与数据分析（中文） http://www.sparamics.cn/gb/b2.htm 《微观仿真最佳咨询项目指南》(英文)（教学和科研人员可以免费索取）。

模拟时段   Post By：2008-9-27 11:40:00

该项目中包括了三个模拟时段： 早高峰时段： 晚高峰时段： 平峰时段： 每一时段都对应不同的O D矩阵（分车种）和在时间上的分布图（采用了5分钟的时间间隔）。

初始模型的建立   Post By：2008-9-27 11:44:00

根据以上的背景介绍，现把该模型项目的大致过程总结如下： 一、初始模型的建立： 　　初始模型或参考模型，是方案模型的比较对象。多为当前路网状况再现，但也可以是未来年度的交通状况。在这个项目中，初始模型的路网为消防站建设前状况。由于消防站将于2011年建成使用，因此第一阶段测试采用的是2011年度交通量。 　　现有模型是基于2007年度交通量的，因此需要按规定的方法对其进行换算。另外，有时还需要检查从模型建好至今在其它方面的变化，并加以修正。 　　步骤1：把2007年度交通量换算为2011年度交通量，并加入现有模型中 　　提示: S-Paramics 中与交通量有关的文件包括：demand（OD矩阵表）, profile（交通量在时间上的分布表）和 matrix（时间分布表在OD矩阵中的分配）。这三个文件（txt file）既可以直接进行操作，也可在模型中进行操作。本例中只要替换demand 文件就可以了。 一般在Excel 中对它们进行编辑，然后另存为 txt 格式就可以直接在模型中使用了。

ardiss

根据以上的背景介绍，现把该模型项目的大致过程总结如下：



一、初始模型的建立：




初始模型或参考模型，是方案模型的比较对象。多为当前路网状况再现，但也可以是未来年度的交通状况。在这个项目中，初始模型的路网为消防站建设前状况。由于消防站将于2011年建成使用，因此第一阶段测试采用的是2011年度交通量。


现有模型是基于2007年度交通量的，因此需要按规定的方法对其进行换算。另外，有时还需要检查从模型建好至今在其它方面的变化，并加以修正。




步骤1：把2007年度交通量换算为2011年度交通量，并加入现有模型中



提示: 与交通量有关的文件包括demand（OD矩阵表）, profile（交通量在时间上的分布表）和 matrix（时间分布表在OD矩阵中的分配）。这三个表格既可以直接进行操作，也可在模型中进行操作。本例中只需替换demand 文件。

以上文件均可在Excel 中进行编辑，然后另存为 txt 格式就可以直接在模型中使用，或者直接把数据贴到文件里。



步骤2：设定路线（path）和设定路径（Route）



Path 用于在运行时收集与旅行时间有关的指标，在Edit菜单下设置。

Route 用于在运行时收集与车辆排队有关的指标，在Edit菜单下设置。

可以设定的路线和路径的数量和长度都没有限制。



初始模型完成之后，通常需要征求客户（可以是政府部门，其它咨询公司或开发商）意见，客户满意之后，在进行下一步的工作。而且，就初始模型的建立过程往往需要撰写单独的建模报告。

为了保证方案比较的有效性，初始模型建好之后一般就不应改动了。如果确实需要改动，以此为基础的方案模型也必须做同样修改。

二、方案模型的标定



　
步骤3：复制初始模型 （这里需要复制5次）；



两种方法：可在Windows文件夹中进行，也可在S-Paramics浏览器下进行。



步骤4：标定方案模型，并大致检查一下模型是否运行正常；



步骤5： 设置运行时需要收集的指标



在Edit菜单下，用Measurement设置。

本例设定了：Queue Counts: Path journey time; Snapshot（模型快照）, Turn counts等。这些指标均可以设定时间间隔，及开始和结束时间。 三、模型的运行



步骤6：运行模型



可以选择的方式有：

1）
使用Batch Farm 功能模块 — 可以同时在网络中的数台计算机上运行模型（前提是每台计算机上都安装了S-Paramics软件）；

2）
Batch Run — 在本地机上运行，模型处于未打开状态；

3）
在模型打开状态下运行 — 用 run,选择 log 状态。

以上三种方式的运行速度依次为从快到慢。



本例中每个模型都运行了5次，因为这里有6个模型，每个模型有3个时间段，因此运行的总次数为6*5*3=90次。



步骤7：把运行结果拷贝回模型中（只适用于Batch Farm方式）



由于Batch Farm由网络中某台计算机集中管理，因此需要把运行结果拷贝回模型中。



步骤8：检查运行结果



可以打开模型查看Snapshot，或者直接查看运行结果文件夹中的文件（运行结果储存于Log文件夹中）。确认每个模型都正常结束了。


四、对运行结果进行分析，并确定最佳方案



步骤9：使用DAT‘数据分析工具’,对运行的结果进行分析



‘数据分析工具’可以对运行结果进行多种形式的统计分析，结果既可以是图形，也可以是数据表格。图形可以直接在报告中使用，也可以把数据拷贝到Excel中作进一步的编辑。



本例中只需对旅行时间和排队长度进行分析：在View菜单下进行。



1）
平均旅行时间（消防站到环形交叉口间）：

对所有车辆和消防车辆分别计算。

接着，在Excel表格中，对所有车辆，把设计方案和初始模型的旅行时间进行比较，得出设计方案所带来的利益。对消防车辆，把设计方案和自由流状态的旅行时间进行比较，得出消防车辆在时间上的延误。



2）最大排队长度（消防站到环形交叉口间）：

既可以使车辆数，也可以是米。



根据以上分析结果，并结合建设和维护费用等其它因素，确定第一阶段的最佳方案。

本例中最优方案为方案五 — 紧急呼叫（Hurry Call）系统



上面为第一阶段测试的主要步骤，以及涉及的有关功能模块和菜单。（以后会对具体的操作方法作更详细的介绍）。
四、对运行结果进行分析，并确定最佳方案



步骤9：使用DAT‘数据分析工具’,对运行的结果进行分析



‘数据分析工具’可以对运行结果进行多种形式的统计分析，结果既可以是图形，也可以是数据表格。图形可以直接在报告中使用，也可以把数据拷贝到Excel中作进一步的编辑。



本例中只需对旅行时间和排队长度进行分析：在View菜单下进行。



1）
平均旅行时间（消防站到环形交叉口间）：

对所有车辆和消防车辆分别计算。

接着，在Excel表格中，对所有车辆，把设计方案和初始模型的旅行时间进行比较，得出设计方案所带来的利益。对消防车辆，把设计方案和自由流状态的旅行时间进行比较，得出消防车辆在时间上的延误。



2）最大排队长度（消防站到环形交叉口间）：

既可以使车辆数，也可以是米。



根据以上分析结果，并结合建设和维护费用等其它因素，确定第一阶段的最佳方案。

本例中最优方案为方案五 — 紧急呼叫（Hurry Call）系统



上面为第一阶段测试的主要步骤，以及涉及的有关功能模块和菜单。（以后会对具体的操作方法作更详细的介绍）。

ardiss

感谢支持！
鉴于目前S-paramics国内用户还不多，大家可以扩大讨论话题，交通领域的有关问题都可以进行探讨。

bestyouxjy

你好，初学者，支持
！！！

牛牛牛牛呀












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