交通系统仿真软件 —— SUMO

（本文内容总结自 SUMO 官网 和 Youtube 视频教程 published by Rodrigue Tchamna.） SUMO ( Simulation of Urban Mobility) 是免费、开源的交通系统仿真软件，可以实现交通流的微观控制，即具体到道路上每一辆车的运行路线都可以单独规划。 SUMO 最早发布于 2001年，主要由 German Aerospace Center 下属的 Institute of Transportation Systems 的研究人员开发。 如果使用 SUMO 仿真，官方希望引用的参考文献为： SUMO 已经在 Ubuntu 的官方 repo 中了，可以用如下命令直接安装： 如果要安装最新版本，也可以手动添加 SUMO 的 repo 再安装 SUMO 并不是单个程序，而是包含了多个 package/ application，提供了丰富的交通系统建模仿真的功能。主要包括如下应用程序： 对于小型网络，或者一些需要特别构造的道路网络，可以采用手动方式创建，主要包含 5 个文件： 上述文件本质上都是 xml 文件，不过为了方便区分其作用，额外增加了一个后缀名。 假设我们要创建如下图所示的小型道路网络 图中黑色节点对应交通路口，连边对应道路。每个路口所在位置坐标已给出。 创建如下 node file，名为 my_nod.nod.xml： 创建对应上述路网的 edge file，名为 my_edge.edg.xml，内容如下： 其中 id 和 type 可以随便命名，这里为了方便记忆，用 3L45，表示有 3 条 lane，速度上限是 45 m/s，随后会在 type file 中对相应的 type 进行定义。 对前述 edge 文件中的 type 进行定义，文件名为 my_type.type.xml: 基于以上三个文件，可以通过命令 netconvert 创建 net 文件，命令如下： 命令中各个参数的含义非常直观。 上述命令生成 my_net.net.xml 文件。以后如果改动了 node, edge, type files，都要重新生成一次 net file. 定义 route file，名为 my_route.rou.xml: 关于 Vehicle 和 route 的详细介绍，可以 参考官网 。 运行程序时需要送入一些参数，可以通过命令行形式送入，如果参数太多、太长，为了方便起见，可以将参数统一放到 xml config 文件中，在运行时，可以调用这个 config 文件。 定义 my_config_file.sumocfg: 如果一个参数既出现在了 config 文件中，又在 command line 中，则采用 command line 的设置。 一切准备就绪，下边运行程序 出现如下界面： 可以检查一下生成的路网是否与期望的相同，以及每条路上的 lane 数目。 然后将工具栏中的 Delay 设置为 100 ms，否则仿真开始之后瞬间结束。 点击绿色三角符号，运行仿真。在时间走到 10 时，bus 和 car 出现在相应的到路上。时间到达 1999 时仿真结束。 在工具栏中还可以设置 standard, fast standard, real world。可以切换一下，看看显示效果。 至此，一个简单的 SUMO 仿真 demo 就完成了。 在手动构造路网 net.xml 文件时，我们也可以用 SUMO 自带的 NETEDIT 程序，通过 NETEDIT GUI 编辑路网，可能效率更高一些。感兴趣的读者可以参考 SUMO 官网的教程 。 上述手动设置路网的方式只适用于比较简单的情况，如果要构造与现实世界比较接近的大型路网，我们可以用下边的从外部导入 OSM 路网的方法。 进入 https://www.openstreetmap.org ， 通过搜索城市、街道找到目标道路网，然后 export 即可。 这里我选用了上海市东川路附近的路网，如下图 以上就得到了 .net.xml 文件，这里不是通过基于 node, edge, type 文件的整合，而是直接从 osm 地图转化过来。下边就是如何得到 route 文件。 对于这种大型的路网，手动创建 route 文件也很麻烦，这里我们用 SUMO 自带的 randomTrips.py 程序创建随机的 route 文件 其中 randomTrips.py 文件放在了 SUMO_HOME 目录下，即 /usr/share/sumo 目录下。 config 文件名为 sjtu.sumocfg，内容如下： 到目前为止，已经设置好了所有必须的文件，可以通过以下命令启动仿真： 启动仿真，截图如下： 局部放大： 上边导入 osm 地图的方法还是比较麻烦，它主要包括 4 步： 实际上，SUMO 自带了一个 osmWebWizard.py 程序，整合了上述较为独立的步骤，在同一个 *** 作界面，“一站式” 完成上述步骤。 用 osmWebWizard.py 运行仿真也是 SUMO tutorial 中的第一个项目。 注意：必须以 python 2 运行，python 3 会在 generate scenario 的时候报错。 如果提示找不到该文件，就直接去 SUMO_HOME 的目录下面 /usr/share/sumo/tools 运行该文件。 没有问题的话，应该会在浏览器中打开如下页面。这里初始地图位置是 Berlin。 右侧有四个 tab，由上到下以此为: 首先是选定要仿真的地图环境。可以缩放、移动视图，通过右侧的 Select Area 可以选定一个区域。最好不要选择太大范围，否则仿真很占资源，甚至导致死机。 然后选择交通流中的车辆类型和密集程度，through traffic factor 对应了车辆穿过率，count 的单位是 per hour-lane-kilometer。基于这里的参数设置，randomTrip 程序会产生相应的 random route。 以上就设定好了地图和 route，点击右上方的 Generate Scenario， 就可以进入仿真界面了。

ⅥSSIM是一个微观的，以车辆驾驶行为基础的交通仿真软件。对很多的工程学科而言，仿真已经成为优化复杂的技术体系的不可或缺的工具。交通工程的专家结合三维动画效果，为技术专家和决策者提供可信，直观的演示效果。当一个项目耗资巨大，这种演示更显重要。ⅥSSIM被应用在70多个国家的项目中，这个数据可以说明一切。典型的应用范围如下：

对交叉口设计方案（环岛，有/无信号控制，跨线桥方式）进行比较

分析公交优先和轻轨加速方案

通行能力分析和公交优先方案测试

对于交通流控制，收费道路，路段控制系统，道路进口控制和特殊车道等交通管理系统进行分析

运用动态交通分配对大型道路网络进行可行性分析

完成高度专业的交通工程任务，例如铁路运行闭塞区段通行能力分析，收费广场或者边境控制管理

对交通平静区的交通仿真

公交集散地的客流仿真与可视化。建立具有三维效果的地下铁路车站和客流模型

利用EXCEL对不同参数对应的车辆延误进行比较 - TransModeler

TransModeler是一个综合宏观、中观和微观的多功能仿真软件，它以Caliper公司专门为交通应用而开发的地理信息系统（GIS）为基础，采用最新的交通行为仿真模型，为技术专家和决策者提供科学的仿真数据和形象的演示效果。它的应用功能包括：

·车辆出行状态仿真

·出行需求模型分析

·交通控制方案的仿真

·交通管理设施的仿真

·公交系统仿真

·收费站仿真

·事故和施工区仿真

·行人仿真

·车辆行驶路线的追踪

·停车仿真

·三维动态仿真功能

·综合仿真

TransModeler提供强大而灵活的数据输入和编辑功能，它支持多种格式的遥感图象并提供了一套与Google Earth并线协调和导入图像的功能，方便生成交通仿真网络的道路和设施等，将仿真功能的结果建立在真实地理数据的基础之上，并以实时动态的方式显现出来，其结果也可存储为WMV等格式进行日后的演示。

此外，TransModeler还提供一套GIS应用开发工具库（GISDK），用于系统的二次开发，使用者可以定制自己的界面并扩充其需要的功能。 由于历史的原因，有两个不同微观仿真软件共有一个相同

的名字“Paramics”。Paramics 最初由SIAS 公司于1986 年开发，之后的开发过程曾得到爱丁堡大学并行计算中心人员的协助。从1998 年开始，Paramics 则由SIAS 公司和Quadstone 公司分别开发、销售和提供技术支持。SIAS 公

司的版本现称为S-Paramics， Quadstone 公司版本称为　Quadstone Paramics。

Paramics 问世之后，获得了一系列的奖项，主要包括：

。1994年，《新科学家》杂志对Paramics做了报道；

。1994年，爱丁堡大学EPCC 和SIAS公司共同获得了苏格兰IT技术转化战略奖；

。1995 年，爱丁堡大学EPCC 和SIAS公司共同获得美国计算机世界Smithsonian IT奖；

。1998年，SIAS公司总裁Stephen Druitt 被英国女皇授予‘OBE’称号，表彰其在交通模型领域所作出的突出贡献。

（注：以下讨论有的内容适用于两个版本，而在英国的应用主要适用于S-Paramics，在美国的应用主要适用于Quadstone Paramics）

Paramics是为交通工程师和研究人员提供了一个崭新的计算工具，用于理解、模拟和分析实际的道路交通状况。Paramics的实时动态三维可视化用户界面、对单一车辆进行微观处理的能力、支持多用户并行计算，以及功能强大的应用程序接口，使得它从发行伊始就在交通仿真软件市场上引人瞩目，成为交通领域学术界和工程界都广泛采用的主流高级软件工具。到2004年为止，Paramics的最新版本是Version4.2，可以在所有常用的计算机系统上运行， *** 作系统可以是Windows9x/NT/2000/XP或UNⅨ。硬件平台可以是PC机或SUN工作站。Paramics包括完全并行的路阻计算模块，用来完成巨大规模路网的交互式路阻计算。理论上能够支持100万个节点（nodes）、400万个路段（links）和32000个区域（zones）的路网。它在ITS基础设施和拥挤道路网的仿真上有突出的表现。当前能仿真交通信号、匝道控制、与可变速度标志相连的探测器、VMS和CMS、车内路网信息显示装置、车内信息咨询、路径诱导等。路径诱导策略可以由用户API函数定义。

交通仿真

Paramics是一个完全集成化的软件，它集成了仿真、可视化、交互式路网绘制、自适应信号控制、在线仿真数据统计分析、跟驰、交通控制策略评价、交互式仿真参数调整等功能。能够从SATURN、NESA、CUBE(TRIPS）等相关交通软件读取有关节点和路段的信息。自从1996年第一个商业版的软件发行以来，Paramics一直在微观交通仿真的软件市场上占据重要地位。Quadstone公司发行的Paramics目前在世界许多国家得到了广泛的应用，在交通规划、管理和决策中起着举足轻重的作用。英国是Paramics的发源地，也是应用Paramics最广泛的地区之一，英国的联邦政府利用Paramics测试交通路网和高速公路的设计、评价交通控制策略和尾气排放水平、以及研究中远期的交通规划、管理战略。除联邦政府外，还有大约10个主要城市的地方政府也使用Paramics辅助交通管理和公共系统。在美国，加州大学埃文分校使用Paramics建立了埃文网络实验基地进行智能交通系统方面的研究；此外包括著名的OakRidge国家实验室、美国交通部等在内的美国众多私人咨询公司及学术机构都采用了Paramics进行相应的项目研究。其他使用Paramics的国家和地区包括澳大利亚、阿根廷、德国、比利时、丹麦、新加坡、中国香港、中国台湾等等。 城市混合交通流微观仿真系统（FLOWSIM ）是一套基于中国混合交通流模型开发的仿真系统，具有强大的交通数据处理能力和丰富的路网编辑功能，能够直观地表现交通流、信号控制以及路网的综合服务水平，适用于路网规划设计、交通管理与交通组织优化、交通控制系统优化设计和智能交通系统效益分析的仿真评价等。

主要功能 各种类型路网仿真：城市道路、高速公路、一般公路等干线或区域交通仿真。 交通组织与控制仿真：有信号交叉口、无信号交叉口、匝道、环岛控制等。 多种交通信号控制策略仿真：区域控制、干线协调、定时信号控制方案等。 交通预案分析研究：交通规划及管理方式（如渠化、单行线、禁行）、交通事故等异常交通状况对道路交通的影响。 模拟各种交通设施对交通行为的影响：车道限用标志、变道标志、道路指示牌、固定和可变信息板等。 交通仿真显示：多角度、多窗口的二维、三维仿真效果，逼真再现交通过程。 仿真过程中和仿真完成后可以输出交通仿真数据：流量、速度、旅行时间、延误时间等多种统计指标。 服务领域 各级交通组织与管理等政府职能部门 城市交通、城市建设等管理规划部门 科研院所、高等院校等研究机构 交通咨询公司和专业人士 软件特点 基于中国混合交通流的交通仿真模型：机动车跟驰、换道和并道模型、机非冲突模型、行人穿插模型、自行车骑行模型等； 仿真模型经过实地采集数据的标定和校验； 有中英文版本，清晰界面设计，方便理解和 *** 作； 自主知识产权，定期产品升级； 国内拥有专业的交通仿真模型研发和技术支持团队提供专业的软件 *** 作和使用培训。 出品公司

科进英华 （北京）智能交通技术有限公司，是以世界领先的动态交通仿真技术为核心的国家级高新技术企业。公司由中国科技部、英国贸工部联合支持的中英智能交通中心创办，致力于研究与开发畅通、安全、节能、环保的可持续发展智慧交通系统。产品服务覆盖全国并在海外智能交通建设中实现成功应用。包括：北京奥运会交通组织预案仿真平台、郑州市动态交通仿真平台、杭州市动态交通诱导系统、南宁市交通组织优化及仿真评价、迪拜城市交通需求管理。曾获科技部首届中国创新创业大赛 北京赛区“优秀企业”60强、广州创博会“智慧城市”7大主推项目之首，承接过2项国家863课题，拥有4项国家省部级科技进步奖、8项发明专利、16个软件著作权。

vissim8学生版本是专门为学生创造的软件

vissim8学生版是一款非常简单易用的的交真仿模拟软件，软件为交通设计和规划用户提供了完美的解决方案，这个是学习版本，主要方便用户了解软件的相关功能，以及学习各类交通模拟的设计等，软件内置了丰富的车辆模拟供用户选择，可以直接导入软件中使用，新版本还对软件性能进行了优化

---