• 吴建平:在线交通仿真理论应用与发展
    2014-04-01 10:31:25   来源:Tranbbs.com    评论:0 点击:

      Tranbbs消息:3月29日下午,由交通7+1论坛理事会主办、清华大学-剑桥大学-麻省理工学院低碳能源大学联盟未来交通研究中心、公安部交通管理科学研究所、科进英华(北京)智能交通技术有限公司承办的交通“7+1”论坛第三十四次会议在清华大学召开,本次论坛的主题为:动态交通仿真理论应用与发展。清华大学教授吴建平作了“在线交通仿真理论应用与发展”的主题报告。

      以下为发言实录:

      吴建平:今天各位院士各位领导和各位专家各位嘉宾,很高兴有机会在交通“7+1”论坛第三十四次会议上介绍在线交通仿真方面所做的研究工作和开拓性的工作以及应用的情况

      今天主要讲三件事,作为介绍的连续性,简单从仿真理论和基础,包括我本人从做博士研究生开始,25年以前开始做,FLOWSIM已经本土化,混合交通的模型进行了改造和升级,希望将来真正成为中国自主知识产权,已经申请国家发明专利和软件著作权。

      大的宏观上面说大家都知道,现在存在着两种观念,从大的格局上仿真的形式,一是宏观仿真,一是微观仿真,还有中观仿真,作为宏观仿真不把交通个体行为考虑在内,通过宏观的交通模型对交通形状进行面熟。对每一辆汽车每一个行人每一个自行车都从个体行为研究出发构成行为,体现整个交通系统,随着计算机的发展越来越多替代早期宏观仿真模型位置。

      比如说这是真实系统的照片,这是关于这个路口微观仿真模型,几何形状和车流可以真实在线,最大的优点可以预测未来,一旦走向在线的话还可以直接参与交通系统管理和控制,这就是今天这个话题里面会涉及到的一些内容。

      仿真仿真以真为先,一个系统仿真不能体现系统本身行为的话,就是失真了,以驾驶为主的情况。在路上开车的话,大量时间跟着一辆车走,跟车模型是仿真模型里边最核心的模型,核心的行为模型是跟车模型,路一拥堵的时候,80%的时间跟着人家走,换道和领先的机会不是很多。

      换道模型,有两种,离开这个系统要出去了,二是想超过前面这辆车,多种原因有一个换道的过程,两次换道跑到见面了地或者离开这条主路通过辅路出去了,这是重要的模型,而不是核心模型,它很重要,但是它在总的人们开车的行为里面所占的比重没有跟车的比重大,跟车是核心的,从支路并到主路的并道模型也是很重要的模型,大家都知道在黄灯的时候到底走还是不走,这是两可的状态,这个行为也是对黄灯的响应行为,绿的肯定可以走,红的肯定得停,黄灯状态下可以走可以不走,就一个行为在里面如何决定。

      我在25年以前做博士的时候开发FLOWSIM模型,我们在大学做很多的研究,包括英国高速公路管理局都在使用。

      以这个模型为例,今天主要想说一下关注行为模型和这个真有多少重要性,是如何关注的。

      首先要关注行为你要知道梨子的滋味得尝一尝,研究它的行为用真正的车让不同的驾驶员不同的人在不同的道路状态真正走,然后去采集它的行为数据,在这里面我们采集了300多位不同驾驶员,用了不同的高速公路城市道路区间道路环境,不同的交通状态,拥堵的不拥堵,历时八年在英国开发,受了三个EPSRC项目支持,最终采用了35万条数据,中英智能中心成立的时候,石秘书长带着组织中心的时候我们在后期开发的过程。

      利用模糊数学模型作为依据,原因是这样的,开车的时候对外界的观测所得到的信息是一个模糊的状态,让一个驾驶员开着车,如果觉得这个车的速度和前面车的速度是一样的时候,按一下键盘,取下来的数就是认为速度跟间一辆车是一个速度的时候,实际上是一个分布,也就是说基于说明了一个事实,人们对外界的观测不是精确的,不是说对这个车相对速度或者距离是什么就是什么,实际上是模糊的范畴,这就决定了用模糊的概念描述系统有理论上的依据。

      第二个概念,人们做决策的时候,永远是模糊的过程,今年流行红裙子,可能会对颜色有一个范畴,对价格又有一个范围,对布料也有一个范畴,这些东西在你的脑子里边不是一加一等于三或者等于几,肯定是模糊的运算过程,这个过程就是模糊的计算过程,当时就用了模糊概念反映人们驾驶的行为,证明效果还是很好的。

      建立了理论模型,剩下的问题就是要做校验,一类是定性,二是定量校验,这个模型能够定性反应人的驾驶行为,定量的就是这个车开出去,把数据放进去,仿真数据输出,的数据跟它相比,这是定量的效应。

      一是反应的非对称性,开车的时候会对前面的刹车感觉反应非常大,前面的车一刹车,你会有一个过度的反映,如果前面的车是加速的话,不会超过它。这是反应的非对称性,因为人的感觉是有限的,跟着一辆车走的时候,一会儿快了一点,一会儿又慢了一点,一会儿距离大了一点,一会儿距离小了一点,不断调整这个距离,这些就是我们这个模型校验的过程,包括局部的稳定性,也就是说前面的车一刹车,也跟着一刹车,波无限放大,那是不稳定的系统,必须是稳定的系统,也就局部稳定性,加速度、速度和位移。在城里开车加速度,蓝的线是FLOWSIM结果,黑的线是实际记录的,FLOWSIM个体驾驶行为在里面覆盖到所有的峰值,精度可以到很高。这是红灯,两条线是重合的,位移两条线非常重合。仿真模型国际上流行很多软件,他们这些模型都是依赖于GIPPS、MISSION等作为仿真比较,FLOWSIM加速度值误差是标准的统计分析值,在加速度值的时候误差在几个模型里边是最小的。

      大家都知道开车的时候一是跟前面的车相对速度的关系,二是跟前面车距离的关系,对前面车的距离的变化误差补助更准,误差是最小的,一是相对速度的敏感性,二是相对距离的敏感性,这些结果在交通仿真杂志上都发表了。2000年回到国内做长江学者,研究国内混合交通的情况,采集很多自行车模型和如何穿行和速度的分布,以及在FLOWSIM在国内的验证。

      到这里为止我想把仿真背景的情况,今天仿真是微观的,从人们的行为角度捕捉的,模拟了每一个开车的人活着是步行自行车的行为,好多文章,有兴趣的人可以看。

    责任编辑:吕圣霞

    相关热词搜索: 交通仿真

    上一篇:吴忠泽:交通仿真技术应用与未来发展趋势
    下一篇:孙正良:交通仿真与交通控制

    智能交通行业首家推出移动互联网媒体,每日更新 !让您随时随地了解行业资讯。
    专栏观点更多>>
    • 任福田任福田个人简介
      任福田,交通工程专家,1960年毕业于南京工学院土木系道路工程专业,北京工业大学教授、博士生导师,中...
    • 汪志涛智能信号机路在何方
      交通信号机的发展历史,从最原始的信号机1868英国伦敦的煤气灯信号机算起,应该有100多年了。中间历经...
    • 郭继孚郭继孚:大城市交通仿真发展难在哪儿?
        Tranbbs消息:3月29日下午,由交通7+1论坛理事会主办、公安部交通管理科学研究所、科进英华(北京)智...
    BBS观点更多>>