基于Vissim仿真软件研究风吹雪气候条件下限制车速适应性探究

1、基于vissim仿真软件研究风吹雪气候条件下限制车速适应性探究摘要：本文运用vissim微观仿真软件，以省道s101为例， 建立其数学模型并进行模型标定，然后用标定好的模型，以 车速离散性和等效安全距离为评价指标，分析风吹雪气候条 件下不同可视距离下限制安全车速的适应性。关键词：vissim仿真；风吹雪；安全车速；等效安全距 离中图分类号：tp311.5文献标志码：a文章编号：studying of the adaptability of the limit safe speed in the snow drift weather basic on vissim micro-simulatio

2、n softwaregao lipinglyang hui2li chil(school of civil engineering , inner mongolia university of technology,hohhot inner mongolia, 010051 ； inner mongolia technical college of construction, hohhot inner mongolia, 010070)abstract： in this paper, vissim micro-simulation software is used, for provincia

3、l highway s101 example its mathematical model is established and model is calibrated . and then use the calibrated model, speed discrete and equivalent level of safety distance for the evaluation index, analysis the adaptability of the limit safe speed in snow weather conditions at different visual

4、distance.keyword： vissim micro-simulationthe snow drift safe speed equivalent level of safety1 vissim交通仿真模型简介本文将选用由德国ptv公司开发的vissim交通仿真软 件，该软件是用来仿真微观交通流的软件，是基于时间间隔 和驾驶行为的仿真建模工具，用来建立模型和分析各种交通 条件下（气象条件、公交站点、交通构成、道路条件、交通 信号等）车流的运行情况的有效工具。交通仿真具有安全、 经济、快速真实、可控制、可重复、可拓展以及易用性等优 点。2道路安全评价方法和安全性指标选择2.1基于交通仿真

5、速度的离散性与交通安全的关系评 价1964年，solomon研究了道路交通事故与车速两者之间 的关系，发现车速与交通事故数的关系是一个“u”形曲线, 见图1所示。当车速越接近平均车速，交通事故率就越低； 但随着行驶车速与平均车速差值的增大，不管是大于平均车 速还是小于平均车速，交通事故率都会增大，也就是说车速 离散性越大，事故率就越高。图1 soloman提出的车辆运行速度与交通事故率的关系 曲线2.2基于交通仿真等效安全距离与交通安全的关系评 价本文采用等效最小安全距离作为评价道路安全的指标。这个指标是美国sivanaga s. yadlapati等人在开发和测试 施工作业区的可变速度限制系

6、统中提出的，等效最小安全距 离 msde (minimum safety distance equation)将前后车辆 的速度差和车距结合在一起，同时综合考虑了这两个因素对 交通事故的影响。msde的具体表达式见式2-1所示。(2-1)prt=tl+t2+t3式中：vl一前车车速(mph)；vf一后车车速(mph)；h车头时距(s)；prt后车感知和反应的时间(s)；f路面摩擦力系数；g道路纵坡；11 后车驾驶员感知和反映的时间；t2抬脚至制动生效的时间；t3制动开始到制动结束的时间。通常tl取决于驾驶员心理和生理以及行车时的气象条 件，t2由驾驶员的操作经验和车辆性能所决定，t3决定于 车

7、辆性能、高速公路条件、气象条件。美国各州一些公路工 作者，通过研究，一般将tl取为0. 18s, t2取为0. 17s, t3 取为1.5s,因此在本论文后续的计算中将prt取值为 2. 5so从上述公式可以看出，msde会随着车头时距的减小、前 车车速的减小同时后车车速的增大而减小。当msdew0时， 代表两车间存在着危险，且msde负值绝对值越大，事故风险 性也越大；当msde>0时，代表两车之间保持着安全车距。3仿真实验与道路安全分析评价运用前面所述理论和方法，在vissim仿真软件中建立 所要模拟路段的模型，然后进行模型标定，在标定好的模型 中进行不同能见度不同坡度下交通流运行状

8、况的仿真试验， 每次仿真运行结束后将仿真结果输出、整理，以速度离散性 与交通安全的关系作为评价方法，以等效安全最小距离为道 路安全性指标，评价不同可视距离下限制车速的适应性。3. 1省道s101模型的建立因为本文主要以内蒙古地区遭受风吹雪雪害的公路为 研究对象，因此选取内蒙古省道s101建立仿真模型。交通 仿真系统的模型建立需要的数据，包括以下几个方面：(1) 交通流量：道路路段的当前交通流量情况、及各 种车型所占比例。(2) 车辆速度：交通仿真路段中各种车型的行驶速度。(3) 道路条件资料：路段长度、路段的车道数、车道 宽度、纵坡等。本次试验选取省道s101其中的赛汗塔拉一锡林浩特路 段，该

9、路段全长210km,选取其中2.9km建模并分析，通过 调查所选路段的现状基本情况如表1所示，路段交通组成大 型车占10%,中型车占25%,小型车占65%。表1省道s101交通仿真路段属性表路段长度(m)单向车道数 车道宽度(m)道路纵坡(%) 高峰小时交通量(pcu/h)设计车速(km/h)1000 2 3 4 850 80根据以上s101的道路几何参数、交通流等基础资料建 模，将各数据输入软件中，建立省道s101的实验模型。3.2省道s101模型参数标定vissim作为微观交通仿真软件，运用了很多参数来反映 交通流运行情况，这些参数的取值对交通仿真的效果非常重 要，如驾驶行为参数、交通控制运行参数、交通流特性等， 而在软件中这些参数都有软件自带的默认值，也允许用户对 这些参数给予标定。由于这个软件是德国人开发的，所以很 多系统中的默认值不符合我国的情况，因此，我们一般在建 模后都应该根据实际交通情况对模型中的一些参数进行调 整，使仿真输出结果与我们实际掌握的数据最接近。由于 driving behavior模块中对仿真效果影响最大的是驾驶