1.1 開始

1.2 簡介

1.3 MATSim交通流模型

MATSim提供了兩個內(nèi)部mobsim: QSim和JDEQSim（Java離散事件隊列模擬）；此外，還可以插入外部移動模擬。幾年前，用C++編寫的離散事件隊列仿真(Charypar 2008)。Charypar 于2007、2009年開發(fā)出的內(nèi)容，已經(jīng)插入MATSim并經(jīng)常使用。多線程QSim當前是默認的mobsim。Charypar 2009年的文章中，區(qū)別了以下幾項：

• 物理模擬，具有詳細的跟車模型
• 元胞自動機，其中道路被離散為單元
• 基于隊列的模擬，其中交通動力學(xué)通過等待隊列建模
• 介觀模型，使用聚集來確定行駛速度，

• 宏觀模型，基于流量而不是單個出行者單位（如汽車）。

  
  
  

  Traffic flow model.png
  
  

  由于MATSim是為大規(guī)模場景設(shè)計的，因此它采用了計算效率高的基于隊列的方法（見圖1.3）。從交叉口進入網(wǎng)絡(luò)連接（即路段）的車輛被添加到等待隊列的尾部。它一直保持在那里，直到自由流動的鏈接的時間已經(jīng)過去，直到他或她在等待隊列的頭，直到下一個鏈接允許進入。這種方法非常有效，但顯然是以降低分辨率為代價的，即沒有捕捉到跟車效應(yīng)。在JDEQSim中，由于計算原因，等待隊列方法與基于事件的更新步驟相結(jié)合（Charypar等人，2009）。換句話說，場景中沒有基于時間步長的任何代理的更新過程。相反，代理只有在實際需要操作時才會被觸碰。例如，代理遍歷鏈接時不必處理鏈接。更新事件觸發(fā)由全局調(diào)度程序管理。然而，QSim是基于時間步長的。

MATSim交通流模型強烈地基于兩個鏈路屬性：存儲容量和流量容量。存儲容量定義了行駛在道路網(wǎng)絡(luò)上的汽車數(shù)量。

流量容量指定一條鏈路的流出容量，即每個時間步有多少旅客可以離開相應(yīng)的鏈路。它是鏈接的單個屬性。QSim的當前實現(xiàn)沒有指定最大流入容量。相比之下，在早期的DEQSim和當前的JDEQSim中，還可以指定流入容量，這可能會將合并處的阻塞從第一個公共鏈路的末端（QSim生成阻塞）向上游移動到鏈路合并的位置以及它們合理應(yīng)該在的位置（Charypar，2008，p.99）。然而，這方面還需要額外的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)通常是不可用的。
這個基本的交通流模型已經(jīng)擴展到不同的模塊：信號和多車道模型可用于QSim；根據(jù)Charypar（2008）的調(diào)查，向后移動的間隙包含在QSim（見第4.4.1節(jié)）和JDEQSim中。不同模式之間的相互作用在第7.1節(jié)和第15章中進行了描述。

1.4 MATSim’s Co-Evolutionary Algorithm

The co-evolutionary algorithm in MATSim

如圖1.4所示，MATSim均衡通過協(xié)同進化算法進行搜索。這些算法通過相互作用（例如競爭）共同進化不同的物種。在MATSim中，個體由各自的計劃來代表，其中一個人代表一個物種。利用協(xié)同進化算法，對agent的計劃進行優(yōu)化，即對整個日?；顒雍吐眯杏媱澾M行優(yōu)化。它實現(xiàn)了超過標準的交通流平衡，忽略了活動。最終，一個均衡被達成，受制于約束，代理人不能進一步改善他們的計劃單方面。

注意，進化算法和協(xié)同進化算法的應(yīng)用是有區(qū)別的。進化算法將導(dǎo)致一個系統(tǒng)優(yōu)化，因為優(yōu)化應(yīng)用于一個全局（或人口）適應(yīng)度函數(shù)。相反，協(xié)同進化算法導(dǎo)致了一個（隨機）用戶均衡，因為優(yōu)化是在單個評分函數(shù)和一個代理的計劃集內(nèi)進行的。