Sumo 搭建交叉路口交通流仿真平台
Sumo安装
注意事项：需要工具的使用需要环境变量的设置。需要包含文件Sumo安装路径下的bin和tools。
Sumo配置文件
Sumo中项目的配置文件的组成如下所示
节点文件
图 1 节点及边的拓扑图
Node的属性主要有id，x,y，type。
id 表示节点编号
x,y分别表示节点的x,y坐标
type有两种类型为priority和traffic_light，分别对应于无信号灯和有信号的路口。
上述图中节点对应的节点文件如下所示
上述路口都是没有信号灯的路口。
边文件
图1中对应的边文件如下所示
Link文件
每个link类型的信息也可以定义在后缀为.typ.xml中。列表1.2展示了在实例中用到的link type文件还有其四个参数：id, priority, numLanes, speed。其中的id的值与.edg.xml文件中的type属性值对应。numLanes对应于车道的数量。Priority对应于车道的优先级。
车道连接文件
交通状况和道路连接，一个后缀为.con.xml的文件是必须的。列表1.4展示了实例网络的响应的设置。该文件确定了车从起点道路第几个车道至终点道路的第几个车道。 每个参数的意义如下
第一行
路网生成
SUMO的网路文件后缀为.net.xml。根据前面生成的文件quiclkstart.nod.xml,quickstart.edg.xml,quickstart.con.xml和quickstart.typ.xml，可以通过SUMO的NETCONVERT程序生成网络文件。为了有效执行，包含输入文件名、输出文件名和其他需要动作的的配置文件应该被创建。
由于生成路网需要的文件较多，也可建立一个路网的配置文件 *.netccfg，例如下，通过命令netconvert –c quickstart.netccfg生成路网*.net.xml文件。
车辆参数定义文件
交通需求、路由数据及车辆类型数据都定义在后缀为.rou.xml的文件中。
其中定义了车辆的Id，车辆的加速、减速等信息，车辆的路径。
车辆路径包含的参数如下
(a) id: ID of a certain routeand defined by users with numbers, word strings or both.
(b) edges: The sequence of thenames of the links, composing the defined route.
车辆的总参数
(a) depart: departure time of a certain vehicle. (该车出来的时刻)
(b) id: ID of a certain vehicle and defined by users with numbers, word strings or both.
(c) route: the route used by the defined vehicle;
(d) type: ID of the defined vehicle type.
交通信号灯相位配置文件
该文件里主要包含红绿灯持续时间和每个路口对应的红绿状态
项目的配置文件
直接使用命令来运行会导致命令后面的选型列表会很长，因此需要设置一个配置文件，包含运行应用程序所有参数。
配置文件是一个XML文件，有一个名为“configuration”的根元素。选项被写为元素名称，在属性value中存储值。
举例说明，配置文件（让我们保存为“test.sumocfg”）样式如下：
在命令行中直接运行
sumo.exe test.sumocfg
交通信号灯
信号灯的颜色的定义
信号灯与道路的对应
上述图中交通信号灯的状态为“GrGr”，第一个“G”表示link 0为绿第一“r”表示link 1为红灯，link2 为绿灯，link 3为红灯。
Link的编号默认有NETCONVERT通过顺时针的方式产生，其中link 0在12点钟的方位。右转、直行、左转依次进行。
一般的十字路口的会有4个绿色的相位。加上黄灯相位则有8个相位。相位的编号是从0-7。
| 相位编号 traci.trafficlights.getPhase |
对应红绿灯的颜色 traci.trafficlights.getRedYellowGreenState |
| 0 |
GrrrGrrr |
| 1 |
yrrryrrr |
| 2 |
rGrrrGrr |
| 3 |
ryrrryrr |
| 4 |
rrGrrrGr |
| 5 |
rryrrryr |
| 6 |
rrrGrrrG |
| 7 |
rrryrrry |
相位的属性如下所示
Matlab定义sumo中红绿灯的相位程序如下所示
//定义八个相位的持续时间，红绿灯的状态，最小持续时间，最大持续时间。
myRYGDefinition = traci.trafficlights.Logic('0',0,0,...
{traci.trafficlights.Phase(15,'GrrrGrrr',15,15),...
traci.trafficlights.Phase(3,'yrrryrrr',3,3),...
traci.trafficlights.Phase(15,'rGrrrGrr',15,15),...
traci.trafficlights.Phase(3,'ryrrryrr',3,3),...
traci.trafficlights.Phase(15,'rrGrrrGr',15,15),...
traci.trafficlights.Phase(3,'rryrrryr',3,3),...
traci.trafficlights.Phase(15,'rrrGrrrG',15,15),...
traci.trafficlights.Phase(3,'rrryrrry',3,3)});
//将定义的相位逻辑发送给Sumo
traci.trafficlights.setCompleteRedYellowGreenDefinition('0',myRYGDefinition);
注：红绿灯的相位持续时间需设置为大于0的整数。
SUMO支持基于间隙的驱动交通控制。这种控制方案在德国很常见，并且只要检测到连续的交通流，就可以延长交通相位。在检测到车辆之间有足够的时间间隔后，它会切换到下一相位。这允许在相位之间更好地分配绿灯时间，并且根据动态交通状况而影响周期持续时间。
Sumo 仿真过程
通过命令行sumo-gui –c *.sumocfg来启动运行sumo gui界面
Sumo-gui界面
Sumo-gui的界面如下图所示。
1、在运行过程中，将delay设置为1000，单位为ms，那么仿真就是和真实时间是同步的，即每秒更新一次。
2、可以通过setProgram来切换预先在.net.xml中定义好的红绿灯配时。
问题及解决方法
Sumo是服务器，Matlab是客户端，通过TCP/IP进行信息交互。
1、运行trai4matlab软件的traci_test2案例时需要在window的命令提示符窗口运行如下命令：
如果没有运行该指令直接运行traci_test2 则会爆出缺少cross.rou.xml 的错误。
2、如果显示port 8813被占用的错误，
Error: tcpip::Socket::accept() Unable to create listening socket: Address already in use
Quitting (on error).
则在window的命令提示符窗口输入如下命令查看8813端口的使用情况，如果显示8813端口显示被占用，则关闭已经打开的Sumo-gui窗口，再次输入netstat命令查看端口占用情况。
注意事项
- traci4matlab并未完全实现sumo与外部交互交互的接口，仅支持部分TraCI命令。
- sumo与python的接口已经完全实现，建议采用python实现与sumo的交互，支持全部TraCI命令。
- sumo中没有排队长度(queue length)的参数。用等待时间替代(waiting time)？
- sumo中没有车辆的平均延误(average delay)的参数。
参数解释
车辆的等待时间(waitingtime) ：车辆速度低于0.1m/s开始至车辆车速大于0.1m/s之间的时间。
参考文献
1、trai4matlab软件的user_manual