[发明专利]一种面向城市交通模拟的交通需求快速估算方法

说明书

本发明公开了一种面向城市交通模拟的交通需求快速估算方法，该方法基于目标区域的人口密度数据，通过从OpenStreetMap中下载的道路网络数据，将道路网络对应的城市区域自定义划分为若干个交通分析区(Traffic Analysis Zone,TAZ)，结合OD矩阵和划分好的TAZ，根据TAZ间的距离、人口数量以及出入度数据使用重力模型(Gravity model)估算各TAZ间的出发和终到车辆数，快速生成对应的交通需求文件，进而利用Simulation of Urban MObility(SUMO)对道路网络进行仿真。本发明可在保证交通需求与实际情况相关的基础上，大幅降低因人工自定义所产生的时间消耗和错误率，进而提高使用SUMO进行城市交通模拟的准确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及城市交通模拟技术领域，具体涉及一种面向城市交通模拟的交通需求快速估算方法。

背景技术

伴随着城市化进程和经济社会的持续发展，城市交通已成为居民生活的重要组成部分。与急剧增加的交通需求相适应的交通网络，对居民出行有显著的积极意义。规划、建设对应的交通网络，离不开在实际情况的基础上，对城市交通进行准确的模拟。作为具有广泛影响力的开源平台，Simulation of Urban MObility(SUMO)是根据用户设定的交通需求，动态地模拟车辆如何在道路网络内行驶，并输出服务进一步决策的评价指标。使用SUMO进行城市交通模拟，需要至少两种输入数据：道路网络文件和交通需求文件。目前，为指定道路网络生成交通需求的方法主要包括：(1)自定义车辆路径XML文件(.rou.xml)，包括各个车辆的出发时间、出发路段和到达路段等信息；该方法在应对复杂道路网络时需大量细节，非常繁杂且容易出错；(2)使用随机算法生成交通需求；该方法生成结果往往不联系实际情况；(3)使用出发地-目的地(Origin-Destination,OD)矩阵，将道路网络对应的城市区域划分为若干个交通分析区(Traffic Analysis Zone,TAZ)，自定义不同TAZ间的出发和终到车辆数，并估算交通需求；该方法随TAZ数量增加将面临大量自定义工作，且没有参考指标评价TAZ间的车辆数是否接近现实。因此，基于目标区域的人口密度数据，结合OD矩阵和划分好的TAZ，根据TAZ间的距离、人口数量以及出入度数据使用重力模型(Gravity model)估算各TAZ间的出发和终到车辆数，快速生成对应的交通需求文件，可在保证交通需求与实际情况相关的基础上，大幅降低因人工自定义所产生的时间消耗和错误率，进而提高使用SUMO进行城市交通模拟的准确性和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是当前SUMO仿真城市交通网络过程中因交通网络拓扑结构复杂难以快速精准构建交通需求以符合现实生活且人工建模交通需求工作量较大的问题，提供一种面向城市交通模拟的交通需求快速估算方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种面向城市交通模拟的交通需求快速估算方法，其包括以下步骤：

S1、获取目标城市的人口密度图栅格数据，将其切分成相同大小的人口密度子图；

S2、从OpenStreetMap获取每张人口密度子图对应的OSM矢量路网数据；

S3、根据城市交通仿真平台SUMO指定要求的路网文件格式，采用SUMO路网转换器netconvert将步骤S2得到的OSM矢量路网数据转换成SUMO指定的矢量路网文件；

S4、将步骤S3得到的SUMO指定的矢量路网文件划分成若干个交通分析区TAZ，并生成用于描述各个TAZ信息的TAZ文件；

S5、对所述矢量路网文件和人口密度子图进行分析，计算出各个TAZ的人口数量和出入度以及任意两个TAZ之间的距离；

S6、结合任意两个TAZ的人口数量、出入度以及相互之间的距离，采用重力模型(Gravity model)计算出两个TAZ之间通行的车辆数并生成OD矩阵文件。