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第1章 交通系统仿真概论1

1.1 交通系统仿真的基本概念1

1.1.1 交通系统仿真及其特点1

1.1.2 系统分类与系统模型4

1.2 仿真建模的概念框架与基本步骤8

1.2.1 系统建模与仿真的概念框架8

1.2.2 系统仿真的类型10

1.2.3 系统建模与仿真的基本步骤12

1.3 交通仿真技术的应用与发展趋势15

1.3.1 交通仿真技术的发展15

1.3.2 交通仿真技术的应用22

1.3.3 交通系统建模与仿真技术的发展趋势22

本章小结28

参考文献29

第2章 仿真建模的原理与方法30

2.1 仿真建模的基本原理30

2.2 连续系统仿真建模方法36

2.2.1 连续系统模型37

2.2.2 连续系统仿真算法39

2.3 离散事件系统仿真建模方法42

2.3.1 离散事件系统模型的组成要素42

2.3.2 仿真时钟推进机制45

2.3.3 事件调度法模型的一般形式与应用52

2.4 消息驱动的仿真机制53

2.5 离散事件系统仿真的基本策略58

2.6 混合系统仿真策略65

2.6.1 混合系统的一般模型66

2.6.2 混合系统的仿真算法68

2.7 复杂适应系统的建模与仿真69

2.7.1 复杂适应系统及其特性69

2.7.2 基于Agent的建模仿真71

本章小结77

参考文献77

第3章 出行行为分析建模与仿真78

3.1 出行行为分析的基本概念78

3.1.1 活动与出行的基本概念78

3.1.2 出行决策类型与影响因素79

3.2 出行行为分析的基本理论81

3.2.1 消费者行为理论81

3.2.2 时空约束理论82

3.2.3 随机效用理论83

3.3 出行行为分析的基本方法83

3.3.1 基于出行的出行行为分析方法83

3.3.2 基于活动的出行行为分析方法84

3.4 出行行为仿真预测系统86

3.4.1 仿真预测系统的结构设计86

3.4.2 仿真预测系统的结构层次及模块功能分析89

3.4.3 仿真预测系统的流程设计97

3.4.4 仿真预测系统的时间约束104

3.5 出行行为分析模型标定110

3.5.1 仿真系统基础数据调查与分析110

3.5.2 仿真系统输入与输出表111

3.5.3 仿真系统的模型选择与标定112

3.6 出行行为仿真结果分析121

3.6.1 仿真结果的检验121

3.6.2 仿真系统界面与结果分析125

本章小结132

参考文献132

第4章 交通流理论与微观仿真建模134

4.1 交通流理论概述134

4.1.1 交通流理论分类134

4.1.2 交通流特性135

4.1.3 驾驶员的交通特性140

4.1.4 车辆的交通特性140

4.1.5 道路的交通特性141

4.2 交通仿真模型的分类141

4.2.1 交通仿真模型的类型141

4.2.2 微观交通仿真模型142

4.3 车辆跟驰模型143

4.3.1 车辆跟驰模型基本原理143

4.3.2 典型车辆跟驰模型144

4.3.3 STEPS系统目前采用的车辆跟驰模型153

4.4 车道变换模型156

4.4.1 车道变换的类型157

4.4.2 车道变换模型的建立158

本章小结167

参考文献167

第5章 动态路径选择仿真建模168

5.1 概述168

5.1.1 交通分配概述168

5.1.2 动态路径选择建模概述169

5.1.3 动态路径选择仿真建模的基本思想171

5.1.4 动态路径求解仿真框架172

5.2 时变出行需求OD估计173

5.3 路段阻抗模型研究176

5.3.1 路段阻抗的构成176

5.3.2 路段行程时间估计176

5.3.3 路段行程时间预测177

5.4 OD对间可选路径集的确定180

5.4.1 OD对间路径的成本计算180

5.4.2 OD对间路径的搜索算法180

5.4.3 OD对间可选路径集的确定方法182

5.5 动态路径选择模型与算法184

5.5.1 多用户路径选择行为分析184

5.5.2 OD对间路径效用评价模型184

5.5.3 多用户路径选择模型与算法185

5.5.4 重叠路径的修正方法186

5.6 动态路径选择仿真控制187

5.6.1 迭代控制187

5.6.2 收敛控制188

5.6.3 路径搜索控制188

5.7 基于活动模型与动态交通分配模型的集成189

5.7.1 概述189

5.7.2 中观活动／交通仿真器189

5.7.3 基于出行链的动态随机分配190

本章小结194

参考文献194

第6章 交通系统多分辨率仿真建模195

6.1 多分辨率交通仿真概述195

6.1.1 多分辨率仿真的概念195

6.1.2 多分辨率仿真研究概况195

6.2 宏观与中观交通系统仿真197

6.2.1 宏观交通流的刻画方法197

6.2.2 中观交通流的刻画方法198

6.3 中观与微观一体化仿真207

6.3.1 一体化仿真需要满足的一致性207

6.3.2 一体化仿真的模型框架208

6.3.3 中微观一体化的实施细节209

本章小结213

参考文献213

第7章 交通网络分布式并行仿真算法215

7.1 分布式并行仿真必要性与研究进展215

7.1.1 并行交通仿真必要性分析215

7.1.2 并行交通仿真研究进展216

7.2 并行计算环境及交通仿真并行化策略218

7.2.1 并行计算环境218

7.2.2 交通仿真并行化策略219

7.3 并行微观交通仿真关键算法225

7.3.1 路网分割算法227

7.3.2 并行仿真同步策略232

7.3.3 动态负载平衡算法236

7.4 分布式并行交通仿真系统实现240

7.4.1 并行交通仿真系统功能设计240

7.4.2 并行仿真平台总体框架设计241

7.4.3 分布式并行计算平台搭建243

7.4.4 并行交通仿真系统的数据流设计244

7.4.5 并行交通仿真系统的实现246

本章小结247

参考文献247

第8章 综合交通网络仿真系统开发与实现250

8.1 综合交通网络仿真系统概述250

8.1.1 仿真系统功能概述250

8.1.2 STEPS的主要特点252

8.2 综合交通网络仿真系统需求分析253

8.2.1 系统需求分析基本概念253

8.2.2 交通网络仿真系统应用需求254

8.2.3 基于UML的交通网络仿真系统需求分析254

8.2.4 综合交通网络仿真系统总体框架257

8.2.5 交通网络仿真系统的性能需求分析257

8.3 综合交通网络仿真系统数据库需求分析及设计258

8.3.1 综合交通网络仿真系统数据库需求259

8.3.2 数据库总体结构设计260

8.4 综合交通网络仿真输入系统的设计与实现262

8.4.1 路网交通设施信息输入262

8.4.2 交通需求信息输入263

8.4.3 交通管理和控制信息输入264

8.4.4 分层的地理信息组织与管理265

8.5 中观交通网络仿真系统的构架与实现266

8.5.1 中观仿真系统构架266

8.5.2 中观动态路径库的生成267

8.5.3 中观仿真实现268

8.6 微观交通仿真系统的构架与实现269

8.6.1 微观仿真系统构架269

8.6.2 微观车辆系统构成270

8.6.3 微观路径库的生成271

8.7 中微观一体化交通仿真实现272

8.7.1 中观道路向微观车道的转换272

8.7.2 中微观车辆转换器273

8.7.3 中微观一体化仿真实现273

8.8 综合交通网络仿真输出系统的设计与实现275

8.8.1 仿真系统构架275

8.8.2 输出数据类型及说明275

本章小结276

参考文献277