交通仿真软件SUMO的基本使用方法

交通仿真软件SUMO（Simulation of Urban MObility）是一种开源的交通模拟软件，由德国宇航中心（DLR）开发，用于模拟微观的、连续的道路交通。由于其开源特性，SUMO降低了研究人员在交通流分析方面进入门槛，促进了交通仿真的研究与应用。国内由于中文资源相对缺乏，使得SUMO在国内的使用并不广泛。本文档将介绍如何快速运行一个SUMO仿真，并详细阐述了路网文件和需求文件的生成方法，以及生成需求文件的各种方式。 运行SUMO仿真需要三个基本文件：道路文件（.net文件）、需求文件（.rou文件）和配置文件（sumocfg文件）。为了快速运行SUMO仿真，需要做好前期准备，包括下载并安装SUMO软件、Python语言环境以及获取osm地图文件。osm文件可以从openstreetmap官网下载。 仿真文件生成的第一步是生成道路文件。SUMO提供了一个工具netconvert，可以将osm格式的地图文件转换为SUMO支持的道路描述文件.net。在命令行中使用netconvert.exe执行相应的指令，即可生成.***.xml的道路文件。该过程也可以利用SUMO的图形界面工具sumo-gui直接打开.net文件，显示路网信息。 第二步是生成需求文件，该文件描述车流量和车辆行驶路径。SUMO提供了randomTrip.py工具，可以生成随机的车辆trip信息，即车辆的OD信息（起点到终点）。该信息被记录在.trips文件中。接着，利用SUMO的另一个工具duarouter，可以依据车辆的OD信息及地图信息生成车辆从起点到终点的行驶路径，生成两个文件：一个是车流量文件，另一个是需求文件。配置文件.sumocfg可以调整仿真参数，并将.***.xml和.map.rou.xml文件作为输入，启动仿真可以通过sumo-gui打开sumocfg文件，并点击运行按钮开始。 对于手动生成路网文件，通常包括节点文件、边文件和可选的连接文件。节点文件描述了交叉口，边文件描述了车道，连接文件描述了边之间的连接情况。SUMO的工具netconvert可以将这些文件转化为SUMO支持的路网文件。在没有连接文件的情况下，netconvert会默认按照特定规则连接交叉口的进出车道。节点和边文件的生成涉及了交通信号控制、道路速度、优先权等属性值的定义。连接文件则定义了交叉口处车辆的转向情况和优先级。通过命令行输入指令，即可生成所需的路网文件。 至于需求文件的生成，除了随机生成方法外，还可以手动编辑路径文件。在手动编辑之前，需要了解SUMO中车辆的三部分信息：车辆类型、车辆路径和车辆本身信息。车辆类型可包括车辆类别（如bus、taxi）和跟驰模型。手动编辑需求文件时，可以将车辆类别信息和车辆路径信息结合，从而定义车辆从起点到终点的具体行驶路径。需要注意的是，手动编辑适用于车辆数量较少的情况，对于大量车辆的需求文件，应考虑使用自动化工具生成。 SUMO作为一个功能强大的交通仿真工具，通过上述方法可以实现其快速运行和文件生成。研究者在掌握了这些基本操作之后，可以进一步探索SUMO更高级的功能，如编写仿真脚本、创建复杂交通场景、分析交通流特性等。随着对SUMO的深入使用，可以大大提高交通研究和工程项目的效率和质量。