【辣眼深评】-我国自主研发的交通系统仿真平台的全面深入讨论：DynaCASTIM VS TESS！

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很久没更新该主题。论坛最近能够访问了，前来灌水，继续介绍系统开发进展。

系统的人机接口和数据接口开发较顺利，最近准备先写一个简易的帮助文档。新增的接口包括参数自动标定功能，除了10种不同类型路段的速度-密度模型参数需要使用者自己标定外，其他的动态OD矩阵、路径选择模型参数、车道组输出容量参数完全自动标定。先通过部分路段上的交通流量（5-15分钟的间隔），由递推的非负最小二乘法(R-NNLS)获得一套能较好拟合检测器流量的动态OD流量，作为先验值，再利用SPSA（同时扰动随机逼近）算法同时融合流量、平均速度及任何检测信息（浮动车、AVI等数据）进一步标定动态OD。第一阶段的标定过程很快；SPSA标定较费时间，如果路网高度拥堵，可能需要上千次SPSA仿真评价才能得到较好的拟合效果（检测器流量、速度的拟合误差在10%以内）。

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刚写完了DynaCASTIM(DynaCHINA)用户指南的介绍部分，贴出来给感兴趣的网友参考。软件的测试版过段时间上传。

一、简 介
   
   DynaCHINA（Dynamic Consistent Hybrid Information based on Network Assignment）是一套用于动态网络交通流分析和实时路况预测的软件系统。其英文名的“望文生义”解释为“动态中国”，表明该系统完全由中国人制造；名字组成中的各英文单词则具有相当专业的学术含义，下文逐一解说。期望仅通过对名字的详尽阐释，您就能对系统的技术原理有比较深入的了解并发掘可能的应用价值。

1. 动态 (Dynamic)：系统的输入、输出、处理过程均是动态的。

   最重要的输入包括动态OD矩阵，散布在路网中（未来可能还包括在天空里）的若干固定、移动检测器提供的随时间变化的流量、速度、行程时间等各类数据，交通信号控制器的配时参数，随时间、天气、光照等条件变化的典型路段的饱和流量，以及出行者知悉交通信息后如何选择出行时间、出行方式、出行路径的离散选择行为模型的参数等等。众所周知，准确的静态OD矩阵已属难得，更不必说动态OD矩阵了。没有准确的动态OD，相当多的实际交通仿真项目有“自欺欺人”之嫌（不同意的看官可以扔作者砖头）。要基于动态OD矩阵做路况预测，显然是十分经典的“垃圾进去、垃圾出来”。但请您赏一点时间继续读下去。经过笔者的大量仿真测试，发现有若干种动态OD流模式加载到同一个路网上均可产生完全相同的路况（速度、密度、流量），而交通预测关心的是道路交通状况却非动态OD流本身，起点(O)与终点(D)的定义甚至可以是为了处理问题的方便而纯粹人为的假定。对于具有明显早晚高峰特征的网络动态OD需求，一些OD估计和预测算法有可能获得相当接近真实值的结果，比如递推最小二乘法(RLS)，在无任何历史OD数据并且交通不十分拥堵的情况下，只要路段检测器位置分布满足一定条件（实际中较易满足），其估计结果不受先验数据的影响，如可以将所有先验OD流量设为0，估计的动态OD矩阵具有唯一性且仿真输出可较好的拟合实际检测数据。但这种方法的缺陷在于只能利用检测的流量，而无法应用速度等其他众多形式的检测信息来推算动态OD。有一种叫作”SPSA”的随机优化算法能够克服这个缺陷，但由于离线计算量较大，其满意答案仍有些“千呼万唤死出来”的味道，尽管在同类优化算法中已经是鹤立鸡群了。对此，下文另有解说。

   系统输出当然是各检测器位置和任意指定位置的速度、密度、流量，各路段考虑下游不同转弯方向时的行程时间，各条路径的行程时间等等。基本上，可以获得用户感兴趣的任何输出。基于动态OD流量（矩阵）和交通分配技术来估计和预测路况的优点之一显然是可以很自然的获得没有安装任何检测器的道路上的交通状况，这一点是数据驱动（统计、神经网络等智能信息处理技术）的模型与算法不能并驾的；优点之二则是动态OD需求相比实际的路况，受干扰而严重波动的程度要小得多；通常一起交通事故很少会改变OD需求，却可能对一些相关道路的交通状况有致命的影响，利用历史和实时检测的路况数据来预测路况的方法至今也未考虑预测信息本身就可以改变实际的路况，不能不说是一个遗憾。当然了，方法还是百家争鸣的好，智者见智。

   处理过程当然也是动态的，更是相当复杂的。将动态OD需求加载到专门设计的中观交通仿真器上，借助道路交通流模型模拟车流在路网中的传播过程，可以得到任意想要的输出数据。动态OD矩阵的估计误差、车流传播过程中的误差、建模者对出行者信息响应行为理解的偏差，统统通过实际检测器获得的现场数据与相应仿真输出数据之间的偏差来做修正。学过自动控制原理的人自然会想到PID调节器，但这种方法对复杂的交通系统却不大管用，经典的连续平均算法(MSA)或者稍作改进的MSADR算法（尚不知中文的翻译是什么）在这里可以有用武之地。其中，复杂的交通需求建模技术（包括信息对交通需求的影响、随机动态OD矩阵波动的估计）用于估计和预测感兴趣的时间段内的动态OD流量和出行者个性特征分布情况（如时间价值观念、对出行路径的偏好、是否愿意花银子买道路通行权等等），这里就不再多谈，足够写篇网络小说了。而中观仿真器的目标是期望既能够体现出行者的个性特征（以便刻画交通信息对广大人民出行选择行为的影响），又能有较高的仿真效率和较小的标定难度（不像微观交通仿真器那样啰嗦，标定参数那样麻烦，对参数变化那样敏感），当然更要有可以接受的建模准确度。所以，麻省理工学院的大牛和小牛们对道路交通流模型是这样做的：一条道路的上游端点和下游端点速度必须要在仿真器中控制住、估计准，因为这两点也是跟其他相邻道路的接口，否则偏差一点则牵动整个路网；两点间其它位置处的车流速度则可以自由联想，例如依据两个端点的速度和该位置到端点的距离而做线性插值。DynaCHINA的中观模型有所不同，每一辆车的速度是根据其下游一段距离内的车流密度来计算的，有点像微观的跟车模型，不过其跟车“激励”是下游密度而不是速度差和距离差等。作者在DynaCHINA中也实现了麻省理工的模型，供客官自由选择。

2. 一致 (Consistent)：系统的交通估计与现场检测数据要一致，更要紧的是实时路况预测与用户实际旅行体验要符合。

   天气预报是越来越准了，难能可贵，因为据说一只蝴蝶扇动一下翅膀，就可以导致数千里外的一场风暴。由于混沌效应的存在，天气预报结果对初值高度敏感，但幸运的是明天是否刮风下雨跟今天的天气预报却无关系。然而不幸的是，实时路况预报却会改变未来的路况。如果相当多的出门者知道30分钟后某一条要经过的道路会堵车，并且其中相当一部分人选择绕行，结果是那条路30分钟后其实很畅通，因为有不少本要经过那条路的人选择了事先分流；30分钟后原先预报不堵的道路却被分流过去的车辆给堵住了。看一看，路况预报是多么的麻烦，因为需要去考虑有多少人会相信预报信息、会接受交通诱导系统的建议、会如何改变自己的出行路径；更有甚者，在出门前就知道未来路况的话，甚至会选择其它的交通工具或者干脆取消出行计划。麻省理工学院智能交通实验室的老大Moshe Ben-Akiva教授穷大半生的功力研究这个问题，他的著作“离散选择…”是该研究领域的学者必读之作。其早期搭档McFadden教授更是以在离散选择和计量经济学领域的卓越贡献而获得了2000年诺贝尔经济学奖。DynaCHINA的开发者在这个方向上只能学习，把麻省理工开发的类似系统DynaMIT中的相关模型照搬进了DynaCHINA中，尚处于半消化状态。

   尽管尚未完全消化相关模型，但作者仍试图解释如何实现“一致性”的交通预测和诱导。在DynaCHINA生成实时路况预测信息后，不是立即发布给交通网络中的实际用户，而是先发布给交通仿真器里虚拟的用户使用，根据行为模型，模拟他们对预报的路况的响应行为，并评估未来的路网交通状况和虚拟用户在仿真器中的体验情况，如果不一致，通过一套算法修正预测的路况并不断迭代，直到仿真器中的虚拟用户“满意”为止。此时，才正式发布给实际路网中的用户使用。也就是说，真正发布的交通预测信息是有“先见之明”的，是在知道出门者对这些预测信息有何不同反应的基础上来制定的。听起来有点“玄”，但理论上至少说得通，实际中是否会挨用户的砖头完全取决于这些行为模型准确与否了。值得一提的是，为了保证系统能够进行“实时的”交通预测，也就是说为了预测未来1小时的路况，不能让计算机花两小时才能算出结果从而导致“黄花菜都凉了”，需要采用一套快速迭代修正算法，瑞士洛桑工学院一位博士开发的“逆向广义正切法(iGSM)”被用到了DynaCHINA中。一般来说，3次迭代后就可以发布预测信息给实际用户体验了。

3. 混合 (Hybrid)：除了修饰下一个单词”information”外，还有其他相对独立的含义。
   
   意指DynaCHINA采用了混合交通模型、混合仿真方法、混合优化技术，生成混合信息等，总之是一个“大杂烩”。优秀的“厨师”是否可以把“大杂烩”做成经典名肴，取决于对各种主料、辅料的合理搭配和对从生到熟整个物理化学反应过程的出神入化的控制。DynaCHINA的开发者远未达到这种“厨艺”，却一直是努力的方向。兹举几个例子阐释“混合”的含义。

   微观的需求仿真模型，根据个体的社会经济属性模拟他们对交通信息的响应行为，例如不同的人往往会有不同的时间价值观念，从而决定他们是否愿意为收费道路买单。微观层次的需求仿真除了可以更有效的刻画对交通诱导信息的响应行为外，还可用于分析评估许多交通政策法规对交通网络性能的影响。中观交通模型用于刻画路段上的车流如何传播，这是一个明显的混合模型：车速由密度决定，像宏观流体模型；却跟踪每辆车的大致运动轨迹，像微观模型；其它还有容量和排队模型等等。这样做的一些原因已“隐藏”在前文中。混合仿真是指微观的需求仿真和中观的供给仿真（中观交通仿真）混在一起并有机的结合。混合优化技术中包括稀疏最小二乘算法、稀疏非负最小二乘算法、连续平均算法(MSA)和改进的连续平均算法(MSADR)、逆向广义正切法、平方根卡尔曼滤波、同时扰动随机近似(SPSA)、SPSA卡尔曼滤波等优化或者滤波技术等。作者完全采用C++语言实现这些算法，摆脱了对Matlab大哥的依赖。

4. 信息 (Information)：当然是与出行相关的各种交通信息。加上“混合”的前缀就是指信息多种多样，交织在一起了。

   例如，到达目的地的时间最短路径、预测的时间最短路径、包含交叉口最少的路径、左转弯最少路径、快速路所占比例最高路径，当然还有根据个人的社会经济特征和偏好的推荐最佳路径等。此外，也有各条道路上当前和未来一段时间内动态交通状况的具体描述等等。

5. 网络分配 (Network Assignment)：两个单词放在一起解释了。DynaCHINA用于分析“网络”而不仅仅是单个或者少数几个路口的动态交通流特性；而且不太严格的说，是基于动态交通分配原理的系统。

   当然了，DynaCHINA可以用来分析单个路口或者10几个路口组成的交通干线的动态交通流，特别有用的是可以根据部分路段的线圈检测器流量方便的反推出动态的OD需求来。这对于交通信号控制工程师更合理的调节信号机配时参数可能相当有用，能够可靠的评价各种固定配时、多时段固定配时甚至协调控制方案的性能。而在以前，准确的估计和预测干线动态OD需求是很难实现的任务，所以作者也不大相信微观仿真器能够针对不同的信号控制方案给出真正有效的评价结果来，除非认真的做过OD调查。

   回到正题上来。之所以说DynaCHINA是不太严格的遵守动态交通分配原理。原因在于其优化准则不是DUO（动态用户最优），DSO（动态系统最优），只是近似于SUO（随机用户最优）。因为DynaCHINA采用了许多Logit模型（包括MNL, PS-Logit, C-Logit, Nested Logit）描述出行选择行为，类似于SUO中的随机网络加载模型，并且实现的是个体出行者出行费用的随机优化。显然，每个出行者对出行费用的理解是不同的，具有随机性，取决于其社会经济特性和个人偏好等因素。同时，OD间的可选路径是离线产生，在线周期性更新路径阻抗，不同于SUO的随机加载过程。这一点与DynaMIT相似，而类似的动态交通分配系统DynaSmart则更加严格的遵循动态交通分配原理。不过，作者的想法是贴近实际去分析问题，同时作为实时的系统，需要考虑计算效率。例如，DynaSmart中的时变最短路径计算就很费时间，用于交通规划可行，但用于实时交通流预测可能需作特殊设计才行。同时，时变的k短路径算法产生的不少路径往往太多重叠，未必比离线产生路径的方法好多少。

   此外，如前文所述，采用网络分配技术的交通预测系统可以很自然的产生覆盖整个考察路网的动态交通流数据，即使是未安装任何检测器的路段。

   终于写完了简介部分的初稿。原意是不想用严肃刻板的文字来做介绍，但啰嗦了一大堆，不知道把问题说清楚了多少。

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附件中是DynaCHINA(DynaCASTIM)软件的Beta测试版和用户指南，欢迎下载测试！作为测试版本，路网的规模限制在250个节点以内（规模应该不算太小），为免安装的绿色软件。其中的data文件夹下面带有对应3个不同交通网络的子文件夹。分别打开相应子文件夹下面的brunnsviken_vrc.dat, Florian.txt, intersection.dat（首次打开路网文件时，需点击菜单“运行->系统参数设置”，将“输入目录”设置为刚打开的路网文件所在的文件夹，点击“确定”后退出对话框），点击菜单“运行->动画-历史OD加载”可以察看和分析交通流的动态变化情况。对"Florian.txt"路网文件，应在“系统参数”设置中将仿真起始和终止时间分别设为7:15, 9:15。另外，DynaCHINA解压后的路径中不能包含中文，否则可能会出现程序错误。

对于AMS中观模型，有的路段上可能会看到“超车”现象，这是由于k-v模型参数设置不合理（没有实际标定过）及车辆“前进步长”设置过大造成的，如可将“系统参数设置”对话框里的“前进步长”由10秒改为1秒，则很少会有超车现象。对于中观仿真模型，个人感觉不必严格追求FIFO约束，其对车辆位置的跟踪是近似的，尽管看上去像是微观仿真器。


Florian网络中带有incident.dat文件，仿真过程中可以看到事件发生情况下，车辆如何“择路分流”；事件终止后，车流又回到原来的最优路径上（加载历史OD流量前，需点击“网络->自定义->其他设置->删除每条路段以扩大路径集合->设为默认值->确定”。

intersection.dat用于分析信号控制参数的变化对路口周边道路交通流的影响。

另外，该版本仅限于学术研究之用。欢迎版友提供宝贵建议！

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报告系统开发的最新进展。DynaCHINA实现了类似于Transyt的一些功能，包括交通仿真和随机优化两大模块，用于优化一个区域网络内所有交通信号控制器之相位差及各相位的绿灯时间，信号周期也同时优化。优化指标分别为交叉口各进口车道组的流量和、排队长度、交通密度、平均延误。只要网络中大约20%以上的关键路段上可以获得某些时间段内的断面流量数据（如早、晚高峰等），即可先通过两大离线参数标定算法反推出动态OD，然后基于反推得到的动态OD自动优化网络中所有信号控制器的配时方案。仿真测试效果还不错，整个过程基本上属于“傻瓜式”操作。

下图是泰安市岱宗大街周边路网，根据调查得到的交通高峰期路段流量，反推动态OD，然后利用在线中观交通仿真器和信号控制参数随机优化模块同时优化所有信号参数，路网交通拥挤程度明显减少。



[ 本帖最后由 xjtuits 于 2009-5-5 17:00 编辑 ]

xjtuits

前几天和同事用济青高速路（双向超过600公里）测试了一下，当路网中同时运行的车辆数达到10万左右时，单台PC机上的仿真速度大概还能达到物理时钟的10倍以上。有关并行交通仿真的材料曾看过不少，现在暂时没时间做，实现并行化版本估计需要3个月。最近主要是在改进中观模型、路径处理算法以及人机接口等，同时也基于已有的技术，将脱机信号控制参数优化模块也做进去了，类似于Transyt的部分功能，采用的核心模型与算法相信应该不会比Transyt的（包括早期的简化交通流模型和近期的CTM等）逊色多少。已用现场数据做了一些测试，但高速公路上的数据仍不够完备，要么尚未和交通部门协调好，要么现场数据只有部分是稳定可靠的，还需要一些时间才能更可靠的评价系统的性能。目前，软件的外观变化很少，但内部已增加了不少功能，不过这些东西尚未在论坛上做宣传，呵呵。C++源代码超过18万行了，至少从工作量上来看还是有点成就感的   另外，关于具体技术的讨论，几乎仅在“流体中文网”论坛中展开，呵呵。





[ 本帖最后由 xjtuits 于 2009-5-5 17:23 编辑 ]

xjtuits

DynaCASTIM(DynaCHINA)以前的测试版本是在今年5月1日到期，因此暂不上传先前的测试版本。新的版本已增加了不少功能，消灭了不少用户接口中的bug，GUI更为友好。如果可能的话，俺在更新软件的使用手册后，将继续上传测试版本。

DynaCHINA前期的研究获得了单位和地方近百万的经费支持，因此不大可能开源。类似的微观交通仿真系统MITSIMLab是开源的了，我知道有的博士已仔细阅读和分析了该软件的全部代码，并帮助完成了自己的研究论文。大致浏览过MITSIMLab的源代码，那是杨齐博士和Lincoln Lab的工程师们在10年前的作品，现在看来仍具有相当高的技术水准。坦白的说，DynaCHINA中的模型、算法和程序流程要比MITSIMLab中的复杂不少，毕竟是针对不同目的开发的两种系统，并且也用到了近年来一些新的软件设计思想和技术。个人的看法，在国内的环境下，这样的高度专业化的软件一旦开源，可能也就意味着失败了。没有单位的支持和利益的驱动，单纯靠热情和兴趣是很难再继续走下去的。对这样的系统如果感兴趣，去搞清楚里面的技术思想可能比阅读源代码更有帮助。目前，软件的18万行C++源程序全部由个人书写，但即使我自己，有时经常也要费很大劲才能搞清楚当初写那些代码时的想法。

[ 本帖最后由 xjtuits 于 2011-5-17 10:07 编辑 ]

helin004

DynaCASTIM走到今天真不容易，很佩服xjtuits所做的努力，建议xjtuits实现对autocad文件格式的支持，现有的城市路网大都是autocad绘制的，大规模的路网绘制很费时，能利用现有的资源最好。

xjtuits

DynaCHINA (Ver. 0.96) 用户指南已更新。

xjtuits

近日，修正DynaCHINA的路径选择模型的bug后，针对一网格型路网进行仿真测试，发现动态交通信息可能对缓解拥堵具有重要意义，即使这种信息仅基于当前时间段的路况而非实时预测信息。初步结论如下：在交通较为拥挤的网格型路网中，如果每辆汽车均能获知当前的实时路况信息，并据此在途中的每个交叉口的上游路段重新选择到达其目的地的时间最短路径，则可以大幅度缓解整个路网的交通拥堵并有效提高路网的通行能力，在一定程度上可有效抑制路网中交通流“死锁”的形成；实时交通诱导对于缓解“网格型”路网的交通拥堵具有重要价值；对于交通负荷过大的路网，基于当前路况的实时交通诱导并不能保证消除“死锁”，而应及时预测网络中交通拥堵回路的形成，并利用信号控制和交通诱导等手段提前采取管控措施，防范“拥堵回路”于未然，以避免形成死锁从而造成大面积交通堵塞。

下图的路网共有24个交叉口，交通小区位于网络边界处，相邻路口间距大约200米，车辆的路径选择行为由Path-Size Logit模型描述，路口各相位绿灯时间与该相位对应车道组的容量成比例，7:00-9:00加载动态OD需求（不同小区之间的OD流量相同）。图1为一对OD之间的有效路径，绿色为时间最短路径；图2为无实时路况信息时在9:00形成死锁，粉红色小矩形表示排队的车辆；图3为实时交通诱导情况下较为畅通的交通流。仿真测试中发现，即使路网中不存在“死锁”，实时交通诱导在OD需求较大时仍可大幅度提高路网通行能力。更先进的基于实时交通预测的路况信息服务有潜力更大程度的缓解拥挤和避免死锁的形成，但可能需要为交通预测信息与驾驶员的路径选择行为之间的互动关系建模，是一大挑战。

相信对于交通负荷很大的北京市路网和西安市的网格型交通网络，动态交通信息服务对于缓解拥堵具有重要价值。








[ 本帖最后由 xjtuits 于 2009-9-16 17:01 编辑 ]

xjtuits

DynaCHINA的版本号已升至0.98，可执行程序、用户指南及系统简介已上传。该版本更新的内容主要有：
1. 修正路径选择行为模块和中观交通仿真器中的缺陷，并对人机接口做了修改；
2. 增加在有贵宾车队和贵宾路段（热点路段）情况下的信号控制参数优化功能，实现贵宾车队优先通行，并减少对贵宾车队路线周边的社会车辆出行之影响；
3. 为公交专用道、HOV车道建模（在车道组属性对话框中设置）。

软件仍为测试版本，使用时间截止到2009/12/31，路网规模为400个节点、800条节点连接线以内。软件无需安装，但会在Windows系统注册表的"HEKY_CURRENT_USER\Software\DynaCHINA"路径中记录系统的默认参数值。若需全部卸载，请删除该子键和DynaCHIN解压文件即可。

[ 本帖最后由 xjtuits 于 2009-10-7 12:59 编辑 ]

Newyork

不知道作者单位以外的单位是否有用过的，评价如何？和其它仿真软件比较如何？

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DynaCHINA后续的系统命名为"DynasTIM"，目前新版本号是0.991。在本论坛本人主要讨论系统相关的技术问题，软件下载主要放到tranbbs的网站上了。初略统计了一下，在tranbbs和chinautc两大交通网站上，该软件各版本的下载次数总计应超过1000次了。不大清楚有多少版友们在用软件帮助做一些事情，但至少有交通专业的研究生在利用该软件帮助他们完成学位论文工作。

DynaCHINA(DynasTIM)目前主要还是一个研究性质的软件系统，用于验证自己的一些想法，并不断把国内外同行和自己的一些新想法做到软件里面。

最近，我用美国加州I805号高速公路的现场交通流数据(5分钟更新周期)做实验，想验证交通流从正常运行状态（或者说同步流）突然过渡到拥挤状态时，系统能否可靠的复现检测器平均速度发生突变的情况。大家都知道交通流处于拥挤状态时是很不稳定的，小的干扰很容易导致车流瞬间变得走走停停甚至完全停止。初步经验是，除了需要可靠的标定道路交通流模型参数、动态OD矩阵外，还需要对每个时间段内车辆出发时刻的分布有比较准确的估计，传统的动态OD矩阵估计方法对由于车流不稳定而导致速度发生突变的情况，无法带来可靠的速度估计结果。

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经过几个月的闭关修炼，DynaCHINA增加的功能简述如下：

1. 利用”折线“逼近路段，当然也能用圆弧；以前仅能用直线段和圆弧。此前的处理方式会导致过多的节段，从而需要太多的存储消耗（由于每条直线节段都需要记录交通流模型参数，而折线段可以只对应一条节段）；另外，和现在的商业化的微观交通仿真软件更容易实现路网拓补和几何特征数据的交互。

2. 响应版友号召，可以”导入“AutoCAD格式的图形交换文件".dxf"作为背景图，方便路网编辑；同时可以读入Transmodeler的.xml格式的路网文件，但不知道Caliper公司是否对用户发布了支持.xml格式路网文件的功能。

3. 路网编辑工作比以前轻松了不少，不少小功能不一一举例。

4. 软件实现了部分仿真输出写入到Access数据库的功能，同时通过数据库读入的方式获得其他系统提供的检测器流量和速度等数据，这样方便与外部程序进行数据交互。

5.模型与算法的修修补补做了不少，已不大记得清楚了。

目前，DynaCHINA的版本号是0.995，初步打算实现如下功能后，升级到1.0.

A. 简化的交通波模型实现。受Utah大学Prof. Xuesong Zhou课题组开发的DTALite—”轻量级“动态交通分配系统的启发，打算基于已故的交通流理论研究大师G. F. Newell的LTM (Link Transmission Model)，并结合我们自己开发中观交通模型的经验，实现针对大规模路网的高效率中观仿真功能，以便有潜力为动态导航系统提供在线网络仿真功能支持。

B. 公交系统的中观层次建模与仿真。能够评价并帮助优化公交系统的运营。

C. 数据接口的继续完善，方便DynaCHINA与其他应用系统进行数据交互。

1.0版本之后，将开始考虑实现并行计算功能，并探讨在”云计算“平台和“车联网”的背景下如何改进系统的性能。

[ 本帖最后由 xjtuits 于 2010-7-14 14:08 编辑 ]

xjtuits

理想的交通管理方案可以是这样一种模式：

在某个时间段，可以是5-15分钟的时间范围：
1. 给出一套交通控制和诱导方案；
2. 交给在线交通仿真系统对这些方案做实时评价；
3.  基于评价结果，方案优化系统对先前的方案做在线比较、分析、改进；
4. 将此改进后的方案再次提交给在线仿真系统进行评价；
5. 在容许的时间限制（5-15分钟）内，重复2-4步骤，直至在线仿真器”认为“该信号控制和交通诱导方案足够优良了。
6. 评价通过后，真正将方案付诸现场控制器和诱导设备实施，对实际交通系统进行调控。
7. 对每天中所有的时间段，重复上述1-6步骤。

对于这样一种可能的动态交通管理模式，在线交通仿真系统和方案优化系统处于核心地位。然而，巨大的技术困难，导致国内外尚没有真正按照上述模式在实际运行的在线 仿真系统。技术上说，动态OD矩阵的获取、路径选择模型似乎都不大有把握；即使在拓补特征相当简单的高速公路上的交通流动态特性，也仍不能准确的估计和预测。网络交通流、道路交通流特性似乎依旧十分复杂，仍有太多的难题需要去面对。

那么，现有的一些研究成果距离实际应用究竟还有多远？简单报告一下我们近期利用广州市广园快速路的现场数据，对DynaCHINA进行测试所获得的很初步的一点结果。

广园快速路（连接广州和东莞，全长大约47公里）的一部分全封闭道路上（大约25公里，双向6车道）。利用该路段出入口的流量数据来做分析，效果不算太差。

DynaCHINA在每个估计时间段（15分钟间隔）做两次迭代，预测过程迭代一次，做一步交通流量预报（15分钟预测范围），估计误差大约24%，预测误差29%；完成15个小时的交通估计和预测，仅需5分钟的计算时间. 道路交通流模型参数和通行能力等未做任何标定，用的是国外的默认值；主线上除了上下游端点无任何检测器，也未收集任何历史的OD流量信息，仅利用出入口的流量数据来做OD反推。但是，这种在线仿真系统要真正发挥实际作用，可能还有较长的路要走，技术上的一些困难仍需要逐步去解决。

[ 本帖最后由 xjtuits 于 2010-7-14 14:14 编辑 ]

xjtuits

DynaCHINA是用于动态网络交通分析、优化和实时路况预测的软件系统．核心技术包括动态交通需求分析、动态交通分配、离散选择模型、实时在线交通仿真，以及离线/在线系统参数标定等．该软件可为智能交通系统中与ATMS/ATIS相关的研究与应用提供仿真测试、分析、优化和评价的手段，具有的网络交通流实时估计与预测能力有助于交通控制和交通诱导等系统更加有效的缓解交通拥堵、提升公众的出行效率和出行质量．

功能与特点
        融合历史信息、覆盖部分路网的交通检测数据和信号控制方案，产生整个网络当前交通状况(各路段流量、平均速度、排队长度等) 的估计，所需的最小输入数据集合为交通网络拓补与几何特征、部分路段上的车辆流量．
        针对交通组织管理方案、交通控制与诱导信息发布策略，离线或在线预测网络状况并分析网络性能．
        产生预测的出行信息，包括出行前的最优出行路径和出行途中的最佳行驶路线，帮助出行者做出最优的出行决定．
        可同时优化路网中各信号控制器的配时方案以均衡网络流量、减少交通拥堵；单机版优化的路网规模不少于300个信号交叉口．
        在事件发生情况下，预测拥挤的形成与动态传播过程，帮助交通控制中心制定并实施“有预见性”的事件管理策略．
        多模式交通（小汽车、卡车、公交车、贵宾车辆等）的实时在线仿真和预测．
        对于无历史OD矩阵的路网，仅需路网中20%的关键路段 (路段—两路口间的一条单向道路) 上布设有流量或速度检测器，即可产生一套能准确拟合实际检测数据的动态OD矩阵，并可用于动态网络交通分析和实时预测．

该版本与先前发布的0.995版本相比较：
1．建立了公交系统的中观仿真模型之雏形；
2．增加了与MS Access 2007数据库的接口，可通过数据库输入检测器流量、速度等数据，系统将OD对间旅行时间、各转弯方向车流量、路段阻抗等输出到数据库中；
3．可读入AutoCAD的.dxf格式的路网数据文件，以此为背景，在上面编辑DynaCHINA的路网；可读入Transmodeler的.xml格式的路网数据文件。
4．实时交通估计与预测功能等。
5．内核模型与算法的改进。

    该版本试用时间为1年，至2011-10-15结束，路网规模限制在200个节点、500条节点连接线以内。“用户指南”与简明的使用手册由于时间有限，尚需要一段时间才能更新。附件中的DynaCHINA_NoMatlab.exe程序可以在没有安装Matlab的环境中运行。

[ 本帖最后由 xjtuits 于 2010-10-16 05:22 编辑 ]