针对vissim的路网参数校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通控制方法，尤其是一种针对VISSM的路网参数校正方法。
【背景技术】
[0002] 随着城市的快速发展，居民私家车保有量逐年递增，交通拥堵问题已经在很多城 市引起了有关部门的极大关注。微观交通仿真软件是评估交通解决方案的有力工具，因此 软件模型的精确性就显得至关重要。目前，我国大多数研宄机构所使用的交通仿真软件都 从国外引进，VISSIM是目前使用较多的一种交通仿真软件，因此依据我国实际交通运行状 况对软件模型参数进行校正是开展其他工作的前提和基础。
[0003] 如图1所示，以往的参数校正算法大多采用遗传算法，但是遗传算法在迭代过程 中会耗费大量的时间，并且目前大多数校正的方法都是独立的程序，并未实现参数校正的 自动化；同时，由于在中国城市路网主次道路交错，在同一片路网内不同道路交通状况差别 极大，目前还没有相应有效的全局路网交通参数校正方法。
[0004] l)Park在2005年采用遗传算法对VISS頂仿真模型进行了参数校正。其突出的贡 献是在参数校正前要首先判断默认参数能够满足对用户对模型精度的要求，若能够满足， 则不启动校正程序，否则进入参数校正流程。在参数校正流程中，将平均行程时间作为评价 指标，对校正前后的输出结果进行比较。他将上述校正方法在某一感应信号交叉口进行了 实例测试，并且取得了满意的效果。
[0005] 2)Chitturi在2008年提出了一种VISSM模型参数标定的方法。以排队长度为评 价指标，首先对默认参数集下VISSIM输出结果的准确性，如果模型输出值与实测数据差距 不大，则不进行模型参数标定；若差距超出了设定的范围，则需要对模型的参数进行调整。
[0006] (1)通过对国内外研宄现状的对比和总结，目前国内外学者对于参数校正的流程 研宄方面已经取得了一定的成果，基本上形成了一套较为通用的参数校正流程。
[0007] (2)但是在参数校正的算法方面，目前还没有一个适合于大多数情况的参数校正 方法。
[0008] (3)而且目前大部分的参数校正方法都还只是独立的程序，没有实现参数校正的 流程化和自动化。
[0009] (4)同时，针对主次道路交错的全局路网，目前还没有相应有效的全局路网交通参 数校正方法。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种针对VISSIM的路网参 数校正方法，本发明针对主次道路交错的路网环境，在VISSIM软件下进行路网建模，通过 校正参数选择、路网权重分析、以及基于遗传算法的参数校正方法研宄，给出了一种全局路 网自动参数校正方法。本发明采用的技术方案是：
[0011] 一种针对VISSM的路网参数校正方法，包括下述步骤：
[0012] 1)确定参数校正目标；
[0013] 2)选取评价指标；
[0014] 3)选取待校正参数；
[0015] 4)采集实际道路数据和评价指标数据；
[0016] 5)路网建模与仿真运行：在VISSIM中，使用采集到的实际道路数据与待校正参数 仿真计算出评价指标，第一次仿真计算采用的是待校正参数的默认值，若仿真得到的评价 指标与实际采集到的评价指标的误差大于预设阈值，则进行步骤6)的待校正参数的校正 过程，若否则各路段得到各自的收敛校正参数；
[0017] 6)待校正参数的校正；
[0018] 7)计算各路段的权重和敏感因子；
[0019] 8)将每条路段得到的各自的收敛校正参数值分别乘以各自敏感因子求和，得到全 局路网的校正参数。
[0020] 进一步地，所述步骤1)中，将实际采集到的评价指标数据与仿真得到的评价指标 数据的误差作为参数校正的目标，如公式（1)所示：
【主权项】
1. 一种针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于，包括下述步骤： 1) 确定参数校正目标； 2) 选取评价指标； 3) 选取待校正参数； 4) 采集实际道路数据和评价指标数据； 5) 路网建模与仿真运行：在VISSIM中，使用采集到的实际道路数据与待校正参数仿真 计算出评价指标，第一次仿真计算采用的是待校正参数的默认值，若仿真得到的评价指标 与实际采集到的评价指标的误差大于预设阔值，则进行步骤6)的待校正参数的校正过程， 若否则各路段得到各自的收敛校正参数； 6) 待校正参数的校正； 7) 计算各路段的权重和敏感因子； 8) 将每条路段得到的各自的收敛校正参数值分别乘W各自敏感因子求和，得到全局路 网的校正参数。
2. 如权利要求1所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤1)中，将实际采集到的评价指标数据与仿真得到的评价指标数据的误差作 为参数校正的目标，如公式（1)所示：
(1) 其中，f严6id(x)表示第i个时间段内实际测得的评价指标. f严m(x)表示第i个时间段内VISSIM检巧U器输出的评价指标； N表示采集的时间段数目。
3. 如权利要求2所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤2)中，选定平均行程时间作为参数校正的评价指标。
4. 如权利要求3所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤3)中，根据评价指标寻找出对评价指标有相关敏感性的参数作为待校正参 数，并确定该些待校正参数的取值范围。
5. 如权利要求4所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤4)中，仿真得到的评价指标与实际采集到的评价指标的误差与公式（1)确 定的MRE的预设阔值进行比较，若大于该预设阔值，则进行步骤6)的待校正参数的校正过 程，若否则各路段得到各自的收敛校正参数。
6. 如权利要求5所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤6)采用启发式算法进行求解，具体包括下述步骤： 步骤6. 1，生成初始种群： 将启发式算法的进化代数计数器设为0,同时设置最大进化代数，并预先设定种群大 小，WVISSIM待校正参数的默认值作为初始种群； 步骤6. 2,解码： 对启发式算法染色体进行解码获得参数组合； 步骤6. 3,数据归一化： 将待校正参数分成两组，分别为训练数据集和验证数据集，训练数据集用来对神经网 络进行训练，验证数据集用来对训练好的神经网络进行测试； 步骤6. 4,利用广义回归神经网络输出评价指标结果； 步骤6. 5,衡量输出的评价指标结果是否达到适应度，适应度函数采用公式（1)，
(1) 输出的评价指标结果若小于等于MRE的预设阔值，则退出迭代，否则进入步骤6. 6 ; 步骤6. 6,判断是否达到迭代终止条件： 当迭代的次数超过预设的最大代数，就终止迭代，否则进入步骤6. 7 ; 步骤6. 7,编码： 当未终止迭代，对待校正参数进行二进制编码，每个待校正参数用对应的基因片段组 成，将所有的待校正参数对应的基因片段放在一条染色体中进行操作； 步骤6. 8,启发式算法运算： 基于轮盘赌算法进行启发式算法选择操作，选用单点交叉实现染色体的交叉操作，选 择单点变异算法进行变异操作；返回步骤6. 2。
7.如权利要求6所述的针对VISSIM的路网参数校正方法，其特征在于： 所述步骤7)中，首先构建各路段间采集数据的权重分布因子如下式（3)所示
(3) 其中，Mu为各路段上采集到的对应实际道路数据；n为路段数，m为数据种类； 然后得到每条路段的敏感因子为：
(4)。
【专利摘要】本发明提供一种针对VISSIM的路网参数校正方法，包括下述步骤：1）确定参数校正目标；2）选取评价指标；3）选取待校正参数；4）采集实际道路数据和评价指标数据；5）路网建模与仿真运行；6）待校正参数的校正；7）计算各路段的权重和敏感因子；8）将每条路段得到的各自的收敛校正参数值分别乘以各自敏感因子求和，得到全局路网的校正参数。本发明提出的校正方法与仿真软件本身结构无关，因此不仅适用于文中提到的VISSIM软件，还可以在其他仿真环境下应用；该方法采用的广义回归神经网络方法进行参数自动校正可以有效缩短仿真时间，减少迭代次数，有效提高校正效率。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104850684
【申请号】CN201510186181
【发明人】赵旦谱, 台宪青, 王艳军
【申请人】江苏物联网研究发展中心
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月17日