101.微观交通仿真
流量可模拟现实，只有通过个别司机对信息的反应。例如，该利用车道使用标志不同的事件响应策略评估需要的司机响应标志和自己的车道改变行为建立一个合理的模型。微观仿真模型，通过分析个别司机的行为，明确和详细交通现象的表示，已广泛被研究人员和从业者用于这一目的。当车辆之间的关系，集计比总流量特性更重要的微观仿真模型行为建模的细致程度尤为关键。一个例子是研究的安全性的影响，为此，距分布的车道改变紧急制动的次数的数目和位置可以提供更好的指示的影响就比聚合的措施，例如平均速度不同几何设计方案的安全性，流动性和密度。
本文的目的是描述一个微观交通仿真模型的主要组成部分，并讨论校准和这些工具的验证，以实际应用。我们说明使用微观交通仿真MITSIMLab（阳和1996年Koutsopoulos，杨等人2000年）的例子，从我们的经验得出的讨论。
总体结构
而软件实现可显著不同，三个主要组成部分是共同的大多数现有的微观交通仿真工具：
- 交通流模型（车发）
- Traffic管理系统表示
- 输出图形界面
在MITSIMLab这些组件被实现为单独的模块，其与对方根据图概述的范例交换信息
在微观交通仿真（MITSIM）模块，个别车辆的运动是通过详细的旅行和驾驶行为模型来表示。交通流特性摆脱了个人行为。车辆在网络中移动启动监控设备(例如环路检测器，视频传感器)
102.模拟法在交通分析
由监测系统所收集的信息传送到交通管理模拟器（TMS），其表示受评估交通控制和路由逻辑。这个信息被用于确定交通控制的设置和路径引导。由业务管理模块产生的控制和路由选择策略确定的交通控制和路径引导装置的状态。反过来，司机的各种交通管制和指导作出回应，同时相互交融。从模拟输出既可以以数字数据的形式，并且通过图形用户界面（GUI），其同时用于调试目的，并通过车辆动画显示的交通影响而获得。
在接下来的章节中，我们介绍了一些模拟框架内的重要元素和模型。
图MITSIMLab及其相互作用1.元素。
交通模型建模
103.微观交通仿真
在微观仿真，交通流是由个别车辆，包括旅游需求和行为（如路径选择模式）代表的行为进行详细建模和驾驶行为（例如，速度/加速，换道和间隙接受模型）抓获。模拟通信模式摆脱了模拟司机所做的集体旅行和驾驶的决定。因此，模拟器的真实感取决于的丰富性和这些模型的保真度，因此，发展的声音行为模型和严格的校准和这些模型的验证是向的仿真工具的任何应用至关重要。
旅游需求
旅游需求是最常用的微观交通仿真工具，通过随时间变化的起点到终点（OD）表表示。在仿真运行的基础上，在这些表中所指定的需求率产生的多个独立的车辆。
需求的另一种规范使用产生率的起源和转向分数在路口。这种方法的优点是，它使用的数据是直接测量的领域。这种方法适用于模拟交通走廊，不容许路由选择。然而，在更复杂的网络中，这可能会导致过高估计流量显著车辆造成周围的网络循环流。此外，由于模拟车辆没有定义目的地，路径选择行为可能不被现实的，因此建模，例如，先进的出行者信息系统的影响（ATIS）可能无法捕获。
为了说明这个问题，可以考虑在图2所示的网络假设真实的需求是50跳闸以下每个OD对的：与只有简单的路径（1-2-3，1-2-5-6，4-5-2-3和4-5-6分别）被使用。根据现场观察，以下代率和转弯分数将被定义：
1.100辆为节点1和4产生。
2.在节点2：50％的转向节点3，50％的转向到节点5。
3.在节点5：50％，转向到节点2，50％的转向到节点6。
104.模拟法在交通分析
图2.网络说明旅游需求交涉。
表1总结了车辆的预期数（四舍五入至最接近的整数）起源于节点1，并按照不同的路线，直到他们离开根据使用上述生成速率的模拟模型的网络和转弯的百分比。平均来说，25在这些车辆周期％网络拥堵造成高估的网络中。此外，该拥挤的高估与网络的尺寸增加由于该车辆将离开网络的概率进一步减小。结果车辆始发节点4是相似的。
在MITSIMLab时间依赖性的OD表用于输入交通需求。OD表可被定义为不同的持续时间的时间间隔。它们也可以是定义多达15个不同的用户定义的车辆类型（例如汽车，卡车，公共汽车，越野车），或者产生的车辆可以被随机分配一个车辆类型基于输入船队组合。
105.微观交通仿真
车辆的表也可以被用来指定需求，更换或补充OD表。车辆表是名单能与预先指定的起源，目的地，出发产生的车辆时间和任选的车辆类型和路径。
路由行为
路径驱动程序在网络中遵循由路径选择模型来确定，这可以或者基于路径或连结基。基于路径的模型假设驱动根据该替代路线到其目的地之间选择整个路径的属性。基于链接的模型假设司机只能选择下一个环节去旅行的每一个决策点。的主要缺点路径为基础的模型是，他们要求所有使用的路径，枚举其中可以是在大型网络中昂贵。与此相反，基于链路的车型不需要路径枚举，但代表了短视行为可能会导致不切实际的选择，诸如车辆行驶在高速公路上，采取场外坡道和坡道，一个回到了高速公路之后。此外，基于链接的路径选择，可能会导致循环路径。显式路径对于基于路径的模型定义选择集可以很容易地排除这样的路径。
MITSIMLab支持路径选择模式。基于路径的模型利用路径大小Logit模型（捣2002），占之间的重叠路径。由每个OD对用户指定的路径选择集。选择概率为各个路径由下式给出：
Vin和PSin是该系统的实用性和路径i到驾驶员n中的大小，分别。Cn是的路径选择驱动程序n进行设置。
该系统的实用程序Vin取决于感知路径旅行时间，这是计算的感知旅行时间上构成该路径链路的总和。司机可以在高速公路上感知旅行时间从不同的旅行时间
市区街道。高速公路偏置系数体现了这种行为：
和上道路行驶的时候，i和a分别链接。是集在路径和i的联系。是由所定义的链路类型的变量：
- 仿真方法，交通分析
是一个常数，抓住司机的偏好高速公路出行。路径大小术语调整路径实用程序来帐户中重叠链接另一种路径。它一定它的值是1，如果路径不重叠与其它路径，并降低与重叠的程度。许多路径大小的制剂已经提出了在文献中（参见2002年夯复审）。 Bekhor等人的制剂，（2001）中，采用MITSIMLab：
和是链路和路径I，分别的长度。是要素链路路径关联矩阵，即，如果路径Ĵ包括链接和0否则。基于链接的模型使用多项式Logit公式：
是系统的效用选择链路l作为下链路，向司机N，。是一组链接，驱动N（从节点s发出）可以选择作为下一个链接。
系统实用程序取决于感知的出行时间上的链接l时，从链路l的向下游节点感知行程时间最短的路径上目的地，高速公路分流虚拟变量，它惩罚退出高速公路（即驾驶员行驶在高速公路上的选择非高速公路旁边的链接）。
107.微观交通仿真
旅行指南和信息对路径选择的影响可能是在这两个路径为基础，基于链接的路径选择模型，通过捕获这是根据所述的规范更新的链路行程时间的表制导系统。司机以没有信息使用习惯的路段行程时间表，代表当时的交通条件。谁的驱动获取信息（如行前，车载技术和可变信息标志）使用更新的路段行程时间的表，其中包含实时交通条件。路径为基础的模式路径的选择是重新评估每当新的信息被接收。驾驶员的偏好，以保持自己的以前分配的习惯性路径是通过分流虚拟变量抓获，该处罚的驾驶员的习惯路由交换。
驾驶行为
在微仿真工具交通动力学是一组的出射结果驾驶行为模式，这决定了速度/加速度和车道
由车辆的各种条件下进行的改变。加速模式包括自由流动，跟车和应急行为。换道行为是最常见的分为强制性（MLC）或自由裁量（DLC）。 MLC适用于当车辆必须改变车道，例如，以遵循的路径，或避免阻塞车道。 DLC应用驱动程序时，觉察到，交通条件在其他车道更好。在大多数情况下加速和变道行为分别建模。
在MITSIMLab实现的核心模式是一个综合的驾驶行为模型，同时捕捉换线和加速度行为和
占这些行为之间的相互依存关系和相关性。该综合模型的结构示于图3中的模型推测四个层次的决策：目标车道，可接受间隙，目标间隙加速。这个决策过程是潜在的。目标车道和目标的差距选择都是不可见的。只有在驾驶员的操作（车道改变和加速度）的观察。潜选择被示出为图3中的椭圆形。观察选项显示为矩形。在最高级别的驱动器选择一个目标车道。目标车道的司机察觉作为最车道在一个效用最大化模型来解释目标车道的选择。巷公用事业集成强制性和任意变道考虑到一个单一的模式，从而捕捉到它们之间的权衡注意事项。影响目标车道的选择重要的变量是距离的地步一个车辆必须在特定的车道和所需车道数的变化是在的那个车道，密度和速度在车辆的主体，存在重型车辆和跟车太贴的行为附近。
108仿真方法，交通分析
在这任一右车道或左车道被选择的情况下，驾驶员评估目标车道相邻的差距，并决定是否这一差距用于执行车道变换或没有。如果该间隙被接受变更车道立即执行。间隙接受的决定是基于比较提供超前和滞后的空间间隙，通过之间的净距定义主体和预期的领导者和滞后车辆，分别与相应的关键差距，这是可接受的最小差距。危急间隙是解释变量的函数，如在相对速度主体相对于所述超前和滞后的车辆。为了接受该间隙与执行变更车道均处于领先差距和滞后的差距必须是可以接受的。
如果相邻间隙被拒绝时，驾驶员选择的目标车道的目标间隙流量。的目标间隙将被用于执行期望的车道改变。在当前实现目标间隙选择集包括三个备选方案，相邻的间隙，所述：通过它们的位置相对于所述主车辆所定义向前差距，落后的差距。的目标间隙的选择是基于
候选空白的长度，所涉及的车辆和所述的相对速度距离本车辆到一个理想的位置相对于目标间隙，这将允许驾驶员执行的车道改变。
为的情况下，每一个如上所述，相应的加速度行为被定义。那些选择留在他们目前的车道会车，视时距从前方车辆（负责人），或者按照他们的领导人或加速达到自己想要的速度。类似的行为也适用于正在执行的车道改变的车辆，但相对于它们的领导者在新的车道。车辆的加速已经选择了一个目标间隙被确定为使得以促进所希望的车道的执行更改使用目标间隙（即驾驶员试图在车辆中的方式来定位这将增加该目标间隙是可以接受的概率）。此加速度也可以通过车以下的考虑的限制，因为车道变化不是立竿见影的。
除了这个核心模型，在其他一些情况下，行为是代表了模拟。例如，加速度模型还代表紧急制动，响应信号，标志和账户车辆性能和驾驶侵略性。车道变换模型也代表优先级和非优先的合并行为，产生和强迫合并行为。
微观交通仿真
图3.结构集成驾驶行为模型。
交通管理系统定义
交通管理系统的精确表示是非常重要的，以确保仿真结果的真实性，并且是特别重要的当仿真工具用于评估各种交通管制的性能和导引系统，这需要对于大范围的交通控制的支持与路径引导系统，如斜坡控制，高速公路干线控制（例如，车道控制标志，可变限速标志，在隧道口的信号出入口），路口控制，可变信息标志，并在车内路线指导。
在MITSIMLab交通管理模拟器（TMS）模块有一个通用的可在代表这样的系统的不同的设计与逻辑结构不同复杂程度，从分离的预定时信号，以实时预测系统。图4概述的TMS的结构。控制策略和路由信息是使用还是非常具有前瞻性的方法产生。这种被动方式包括预先确定的控制规律的仅仅依靠当前的网络状态。在积极主动的做法，系统预测未来的交通条件，优化交通控制和路由基于这些预测的条件的策略。在这种情况下，产生控制和路由策略是一个反复的过程。鉴于提议的策略，网络上的交通状况进行了预测和的表现候选人的策略进行评估。如果该策略被发现是满意的，这是实施;如果更多的战略需要进行测试，另外
代预测迭代被执行。
110仿真方法，交通分析
最广泛使用的交通管理工具是在交通信号控制交叉点。 TMS支持路口控制通过三个造型类型的控制器：预定时，驱动和通用控制器。用于逻辑预定时和致动控制器，这是更简单的实现，需要预先指定的阶段计划和相订单。在一些情况下，诸如用于预定时或四相驱动控制器，这些类型的可以模拟控制逻辑完全相同。在其他情况下，它们可以被用于近似多先进的控制逻辑，如双环控制器或欧洲控制器在这相位不一定明确。
图交通管理模拟器（TMS）4.结构。
111.微观交通仿真
通用控制器（2001 Davol）解决了上述两个局限控制器和允许的范围广泛的先进控制的模拟
策略。代替明确指定的要求每个阶段中，通用逻辑允许每个移动（信号组），以独立地控制，
从而提供了在控制逻辑充分的灵活性。这种逻辑是由指定的详细情况意味着必须在一个信号指示得到满足的变化，如时间，检测器的状态，其他信号状态，以及另一控制器状态。通过指定这些条件下，任何逻辑可以被建模。例如，仅指定时间限制模拟预定时控制器。约束
相对于探测器状态添加车辆驱动，而限制为其他信号状态允许补充或冲突的规范动作。其他控制
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