【正文】 焦宗夏 ， 王少萍譯 . 仿真工程。 完善數(shù)據(jù)采集的相關(guān)流程。 由于模糊理論本身的局限性以及交通問題的復(fù)雜性，在交通擁堵狀態(tài)評(píng) 價(jià)問題上，本文還存在很多不足之處和值得改進(jìn)的地方，主要體現(xiàn)在以下方面： 模糊理論建立的交通擁堵模糊評(píng)價(jià)模型精度有待提高，可考慮直覺模糊理論以及FFCM 理論 [10]，建立更加科學(xué)實(shí)用的交通擁堵模糊評(píng)價(jià)模型。 本文對(duì)經(jīng)典的模糊數(shù)學(xué)理論進(jìn)行了細(xì)致的分析，在模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上建立交通擁堵模糊評(píng)價(jià)模型。 本章小結(jié) 本章進(jìn)行了 VISSIM 仿真實(shí)驗(yàn)，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)得到仿真數(shù)據(jù)，同時(shí)選取江門市蓬江區(qū)西區(qū)工業(yè)園、西環(huán)路、龍灣路及環(huán)市二路為待評(píng)價(jià)路段，對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的分析表明本文建立的交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)模型科學(xué)合理，可為交通管理等相關(guān)部門作參考。 圖 610 模糊判別矩陣 MATLAB 運(yùn)行程序圖 輸入權(quán)重向量 W={,}，進(jìn)行模糊合成運(yùn)算，如圖 611. 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 611 模糊合成運(yùn)算 根 據(jù) 隸 屬 度 最 大 化 原 則 ， 交 通 擁 堵 指 數(shù)b=max{,}=，對(duì)應(yīng)緩行狀態(tài)。 江門市交通擁 堵 評(píng)價(jià) 江門市交通數(shù)據(jù)及仿真數(shù)據(jù) 根據(jù)交通管理部門觀測(cè)的實(shí)際路況的交通數(shù)據(jù)，本文選取江門市蓬江區(qū)西區(qū)工業(yè)園、西環(huán)路、龍灣路及環(huán)市二路為待評(píng)價(jià)路段，如圖 69，其交通數(shù)據(jù)如表 61 所示： 圖 69 江門市蓬江區(qū)待評(píng)估路段 表 61 江門市觀測(cè)數(shù)據(jù) 路段 V C T停 車 T延 誤 M 交通擁堵狀態(tài) 西區(qū)工業(yè)園→西環(huán)路 47 輕度擁堵 西環(huán)路→龍灣路 19 緩行 龍灣路→環(huán)市二路 150 暢通 環(huán)市二路→西區(qū)工業(yè)園 67 輕度擁堵 根據(jù) VISSIM 仿真軟件得到仿真數(shù)據(jù)表如表 62. 表 62 VISSIM 仿真數(shù)據(jù) V C T停 車 T延 誤 M 交通擁堵狀態(tài) 暢通 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 擁堵 140 緩行 87 輕度擁堵 MATLAB 分析 本文使用 MALAB 軟件計(jì)算最終的交通擁堵指數(shù)，首先編寫好五個(gè)交通擁堵評(píng)價(jià)狀態(tài)指標(biāo)的隸屬度函數(shù)，保存為 、 、 、 、 文件，然后編寫 文件，其作用是計(jì)算出模糊判別矩陣，最后編寫模糊合成運(yùn)算的 M 文件 [9]。 圖 67 優(yōu)先權(quán)設(shè)置對(duì)話框及示意圖 信號(hào)燈設(shè)置 VISSIM 軟件可對(duì)車道進(jìn)行信號(hào)控制，其中最主要的是信號(hào)燈的設(shè)置，如圖 68 所示。為了保障居民行車安全，路段主要方向的車流具有優(yōu)先通過的權(quán)利，次要的車流應(yīng)停車讓行，同時(shí)要在車頭間距和時(shí)距得到保障時(shí)才匯入車流。 （ 3）路徑選擇 左鍵點(diǎn)擊目標(biāo)路段，然后點(diǎn)擊右鍵 可 觀察到 路段上會(huì)出現(xiàn)條綠色和黃色的線，這些線指示出路線 的 方向，彈出的對(duì)話框如圖 66 所示： 圖 66 路徑選擇對(duì)話框 車輛行駛規(guī)則 （ 1）速度控制規(guī)則 區(qū)段限速設(shè)置適用于在某些特殊的路段和 特殊的時(shí)間內(nèi)對(duì)車輛進(jìn)行速度限制，如匝道合流點(diǎn)。 輸入流量，進(jìn)入流量對(duì)話框后，選擇輸入流量的車種組成、流量和時(shí)間間隔。交通組成用于確定路網(wǎng)輸入流量的各 種車型和每種車型的流量比例及期望車速。 （ 1）車型分類 VISSIM 的分級(jí)體系為車輛分級(jí) 車輛類別 車輛類型，通過分級(jí)體系可以定義車型的分類 ，用戶可以根據(jù)需要對(duì)車輛類別進(jìn)行修改，可以靈活的增加新的類別也可以刪除已存在的類別。 圖 64 車輛幾何尺寸設(shè)置對(duì)話框 （ 4）駕駛員行為參數(shù)設(shè)置 駕駛 員行為參數(shù)的設(shè)置一般按照默認(rèn)參數(shù)即可，如圖 65，相關(guān)參數(shù)的修改要參觀有關(guān)資料。VISSIM 的 2D 模型中 對(duì)車輛的幾何尺寸的描述 主要 包括長(zhǎng)度 、 寬度 以及前后軸距等 。各種車型的加減速參數(shù) VISSIM 中的 定義 如圖 62 及圖 63， 通常采用默認(rèn)值 即可 。 實(shí)際仿真過程中，先要確定 輸入流量 的類型 ，也就是要確定車輛的種類，進(jìn)而 定義 不同 種 種類 車輛的期望車速，同時(shí) 也要 定義 期望車速分布曲線。 仿真環(huán)境設(shè)置 微觀交通流特性參數(shù) 微觀 交通流特性參數(shù)包括各種車輛的期望車速、車輛的加減速特性、車輛的幾何尺寸、駕駛員行為參數(shù)設(shè)置等 [7][8]。 VISSIM 進(jìn)入中國(guó)已經(jīng)有 10 多年的時(shí)間了，在教學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用過程中逐步獲得了業(yè)內(nèi)同行的認(rèn)可與好評(píng)， VISSIM 是世界范圍內(nèi)應(yīng)用最廣泛的微觀交通仿真系統(tǒng)。 VISSIM 既可以在線生成可視化的交通運(yùn)行狀況，也可以離線輸出各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。該軟件系統(tǒng)能分析在車道類型、交通組成、交通信號(hào)控制、停讓控制等眾多條件下的交通運(yùn)行情況，是評(píng)價(jià)交通工程設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃方案的有效 仿真 工具。如表 52 所示： 表 52 交通擁堵指數(shù)表 b 交通擁堵狀態(tài) 擁堵 輕度擁堵 緩行 基本暢通 暢通 本章小結(jié) 本章為本文的核心部分，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系建立了交通擁堵模糊評(píng)價(jià)模型， 對(duì)于各種參數(shù)的計(jì)算及來源都做了說明，最后 定義了交通擁堵指數(shù)，用來描述交通擁堵的 嚴(yán)重程度。 交通擁堵指數(shù) 由于確定了模糊判別矩陣 R 以及權(quán)重向量 W，根據(jù)第二章介紹的模糊數(shù)學(xué)理論，可將五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 W 和 R 進(jìn)行模糊合成，即 B=W176。 交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的參考矩陣 如下： 6 5 4 0 3 0 2 0 7 .50 .1 0 .5 1 .2 2 .2 5 52 .5 1 6 .5 4 4 8 7 .5 1 5 7 .50 1 1 .5 4 3 .5 1 1 2 1 8 00 .2 0 .5 0 .6 5 0 .7 5 2 .4???????? （ 56） 指標(biāo)權(quán)重的確定 由于 人為 的 主觀原因 勢(shì)必 存在一定的誤差，為了盡量縮小誤差，本文采用大量樣本進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)匯總 的方法來確定五個(gè)指標(biāo)的權(quán)重 ，將五個(gè)因素定位 10 分制，對(duì) 各種 機(jī)動(dòng)車駕駛員 （出租車司機(jī)、公交司機(jī)、私家車個(gè)體、摩托車司機(jī)等） 進(jìn)行抽樣調(diào)查， 將 統(tǒng)計(jì)結(jié)果與專家意見想結(jié)合， 并 做歸一化處理， 最后 確定權(quán)重如下表 51 所示。 隸屬度函數(shù)采用 偏小型梯形分布隸屬函數(shù) ， 五個(gè)指標(biāo)的隸屬度函數(shù)如下： 11 2 2 1 1 221( ) ( ) / ( )0mxav x a x a a a x axa???? ? ? ? ????? （ 51） 道路交通擁堵狀態(tài) Y 行程速度 負(fù)荷度相關(guān)因素 時(shí)間相關(guān)因素 速度相關(guān)因素 負(fù)荷度 行程延誤 停車時(shí)間 停車次數(shù) 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 1 2 1 1 22 3 3 2 2 33( ) / ( )( ) ( ) / ( )0mx a a a a x ac x a x a a a x axa? ? ? ???? ? ? ? ????? （ 52） 2 3 2 2 33 4 4 3 3 44( ) / ( )( ) ( ) / ( )0mx a a a a x aT x a x a a a x axa? ? ? ???? ? ? ? ????? （ 53） 3 4 3 3 44 5 5 4 4 55( ) / ( )( ) ( ) / ( )0mx a a a a x at x a x a a a x axa? ? ? ???? ? ? ? ????? （ 54） 45 4 5 4 4 550( ) ( ) / ( )1mxaM x x a a a a x axa???? ? ? ? ????? （ 55） 其中， m={1,2,3,4,5}， v、 c、 T、 t、 M 分別代表行程速度、行程延誤、停車次數(shù)、停車時(shí)間以及負(fù)荷度，其中 a1～ a5 為常數(shù)。同時(shí)，確定對(duì)象評(píng)價(jià)集 Y={y1,y2,y3,y4,y5}，分別對(duì)應(yīng)為 暢通、基本暢通、緩行、輕度擁堵、擁堵。 圖 51 交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)圖 模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系的應(yīng)用 本文第 3 章介紹了模糊數(shù)學(xué)理論，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)體系的實(shí)現(xiàn)步驟，本文建立了交通擁堵模糊評(píng)價(jià)模型。交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的參考標(biāo)準(zhǔn)如表 41 至 45 所示： 表 41 行程速度評(píng)價(jià)參考表 行程速度 評(píng)價(jià)等級(jí) [0,15] 擁堵 (15,25] 輕度擁堵 (25,35] 緩行 (35,45] 基本暢通 (45,85) 暢通 表 42 停車次數(shù)評(píng)價(jià)參考表 停車次數(shù) 評(píng)價(jià)等級(jí) [0,] 暢通 (,] 基本暢通 (,] 緩行 (,] 輕度擁堵 (,) 擁堵 表 43 停車時(shí)間評(píng)價(jià)參考表 停車時(shí)間 評(píng)價(jià)等級(jí) [0,5] 暢通 (5,28] 基本暢通 (28,60] 緩行 (60,115] 輕度擁堵 (115,200) 擁堵 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 44 行程延誤評(píng)價(jià)參考表 行程延誤 評(píng)價(jià)等級(jí) 0 暢通 (0,23] 基本暢通 (23,64] 緩行 (64,160] 輕度擁堵 (160,200) 擁堵 表 45 負(fù)荷度評(píng)價(jià)參考表 負(fù)荷度 評(píng)價(jià)等級(jí) [0,] 暢通 (,] 基本暢通 (,] 緩行 (,] 輕度擁堵 (,4) 擁堵 根據(jù)交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的參考標(biāo)準(zhǔn)，取每個(gè)指標(biāo)參考標(biāo)準(zhǔn)的中值，得到如下表： 表 46 交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)參考表 行程速度 停車次數(shù) 停車時(shí)間 行程延誤 負(fù)荷度 評(píng)價(jià)等級(jí) 65 0 暢通 40 基本暢通 30 44 緩行 20 112 輕度擁堵 5 180 擁堵 本章小結(jié) 本章主要介紹了交通擁堵狀態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取依據(jù)，同時(shí)對(duì)選取的五個(gè)指標(biāo)做出了定義以及基本的計(jì)算方法，最后根據(jù)對(duì)江門市主干路數(shù)據(jù)的分析處理給出了評(píng)價(jià)指標(biāo)的參考標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)的研究做基礎(chǔ)。參考已有的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行調(diào)整，本文根據(jù)深圳市交通運(yùn)輸委員 會(huì)（深圳市港務(wù)管理局）定義的道路交通運(yùn)行指數(shù) 將交通擁堵狀態(tài)分為五個(gè)等級(jí)：暢通、基本暢通、緩行、輕度擁堵、擁堵。N 表示 待 評(píng)價(jià)路段的設(shè)計(jì)通行能力。計(jì)算公式： /39。 負(fù)荷度是交通需求與交通供應(yīng)關(guān)系的體現(xiàn)，是評(píng)價(jià)道路橫斷面交通承載情況的參數(shù)，反映評(píng)價(jià)路段供給能力適應(yīng)需求的程度。 LL=T VV延 誤行 程 自 由 （ 44） 式中： T延 誤 表示路段單位里程平均延誤時(shí) 間， V行 程 指上文提到的行程速度， V自 由 評(píng)價(jià)路段的自由流速度。 行程延誤 延誤是評(píng)價(jià)路段交通性能及交通管理的效率和水平的參數(shù)，常用來評(píng)價(jià)路段通暢情況及排隊(duì)情況。 （ 4）行程延誤 延誤時(shí)間是指車輛在評(píng)價(jià)路段行駛過程中，由于受到駕駛員無(wú)法控制的情況（主要來自其它車輛的干擾或交通控制設(shè)施等阻礙），所損失的時(shí)間。 ijt 表示路段上第 i 輛車第 j 次停車的停車時(shí)間。該指標(biāo)值越大，說明道路運(yùn)行狀況越差，服務(wù)水平越低，道路越擁堵；反之，指標(biāo)值越小，說明道路越暢通。計(jì)算公式： 1C ( ) / ( )Nii C L N???? （ 42） 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 iC 表示經(jīng)過評(píng)價(jià)路段第 i 輛車在路段上的停車次數(shù)。從車輛運(yùn)行過程中，利用停車頻率的大小來評(píng)價(jià)路段擁堵情況的輕重，從另外一個(gè)角度分析了路段的擁堵情況。 11niivvn ?? ? （ 41） （ 2）停車次數(shù) 停車次數(shù)是路段上平均每輛機(jī)動(dòng)車在運(yùn)行過程中單位長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生的停車次數(shù)。 本文的行程速度指時(shí)間平均行程速度，即車輛通過某道路斷面時(shí)，觀測(cè)時(shí)間內(nèi)地點(diǎn)車速觀測(cè) 值的算術(shù)平均值。在公共交通業(yè)務(wù)中，又叫技術(shù)速度；區(qū)間車速指車輛駛過某段路程的長(zhǎng)度與所用的總時(shí)間（包括中途停車損失在內(nèi)，但不包括客貨運(yùn)車輛在起點(diǎn)和終點(diǎn)的掉頭時(shí)間）之比。 （ 1）行程速度 通常所說的 車速包括地點(diǎn)車速、行駛車速、區(qū)間車速和設(shè)計(jì)車速。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)分析統(tǒng)計(jì)方法，選取一些指標(biāo)對(duì)城市相關(guān)路段的相關(guān)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，通過對(duì)評(píng)價(jià)體系的分析，評(píng)價(jià)其交通擁堵