基于人工交通系统的交通信号控制系统评价实验设计

交通信号控制系统评价面临的主要困难是评价实验难以开展。现场运行试验成本代价很高，而基于仿真软件的实验又存在很多局限性。人工交通是传统交通仿真方法的进一步发展，它为构建评价实验需要的交通场景提供了基本思路，并为生成合理的出行需求提供了可行方法。首先，在人工交通系统的基础上，研究基于规则的设计方法，构建人工交通场景；然后，基于个体的活动计划生成合理的出行需求；最后，在分析城市交通信号控制系统和人工交通系统交互机制的基础上，将城市交通信号控制系统直接作用于具体的交通场景，开展评价实验，验证研究结果的可行性。与城市交通信号控制系统的传统实验方法相比，基于人工交通系统的评价实验可以综合性地反映外界环境对交通系统的影响，并为合理地生成各种条件下的出行需求提供了可行方案，从而有望在降低实验成本、提高可实施性的同时，提供更加全面、合理、可靠的评价结果。

城市交通信号控制系统项目投资大、与道路交通安全息息相关，必须通过有效的评价方法保证系统的性能与可靠性。现有评价方法面临的主要困难在于交通场景的规模大、复杂程度高，很难在实验室里再现，而通过现场应用开展评价的成本极高甚至无法进行。人工交通系统的出现把交通仿真方法推向一个更高的层次和更广的视野，它的基本思想是利用人工社会的理论与方法，通过抽取单个车辆或局部交通行为的基本动态规律，来理解交通系统的各种状态和发展特性，以及交通系统各部分之间相互作用所“涌现”出的复杂交通现象，从而在实验室中生成现实交通系统的替代版本。基于人工交通系统的建模与实验方法，为城市交通信号控制系统的评价提供了新的有效途径。.在人工交通系统的基础上，研究基于规则的设计方法，构建了人工交通场景；然后，研究了基于个体活动计划生成出行需求的实现方法；最后，在分析城市交通信号控制系统和人工交通系统交互机制的基础上，将城市交通信号控制系统直接作用于具体的交通场景，开展评价了实验，验证研究结果的可行性。：.首先，基于“简单的一致”原则建立外界环境对交通系统的影响规则库。从天气情况、交通事故、经济活动等因素入手，研究外界环境对交通系统的影响作用，建立人工交通系统中的实验规则库。.其次，根据交通系统建模的需要，研究了人工交通系统需求模型的设计思路和方法。将出行需求模型设计过程分为三个步骤，分别是人口分类、基于个体特征构造活动计划和基于活动生成出行需求，并分别研究了每个步骤的实现方法。.再次，研究城市交通信号控制系统和人工交通系统在评价实验中的交互机制。在分析城市交通信号控制系统优化控制原理的基础上，研究其与人工交通系统在评价实验中的通信规程与触发机制，并建立两者之间的交互机制，从而为构建开放的城市交通信号控制系统评价平台奠定基础。.最后，开展了基于人工交通系统的城市交通信号控制系统评价实验，验证了评价方法的有效性。以北京市中关村地区为物理世界的参考模型，构建了基于人工交通系统的评价平台。在评价平台的基础上，分别在正常交通流情况、发生交通事故、新建大型商业中心和异常天气情况下开展评价实验，并通过结果分析验证了评价方法的有效性。.项目成果包括：3篇SCI论文，14篇EI论文，4个申请专利，2项省部级奖励。