将SCATS交通信号控制数据导入Aimsun Next
2022年2月：SCATS交通控制系统目的是为了优化交通。 Dimitris Triantafyllos解释了SCATS ITS接口如何从SCATS ITS导入数据到Aimsun Next网络中。
如何将西门子UTC SCOOT连接到Aimsun Next 20
技术注解 #56
2021年2月
作者：Dimitris Triantafyllos
你知道Aimsun Next路口（节点）可以连接到外部控制器，如西门子UTC系统SCOOT吗？
本技术说明的目的是演示动态信号控制系统–西门子UTC系统SCOOT（以下简称 “SCOOT”）如何与Aimsun Next连接。 如此，它提供了一个链接，使SCOOT算法能够被纳入仿真，并根据交通网络的状况设置信号。
在仿真中的效果是，信号灯在相同的时间，或根据交通状况而改变，就像它们在道路上一样。
请注意以下重要要求：
- Aimsun Next和SCOOT的许可证 + 自适应控制接口。
- 必须能够访问SCOOT数据库。
- 软件配置应准备好运行当前的活动。 应安装所有必要的UTC软件（UTC备份和恢复、Xming和XLaunch）。
- 系统设置（所需的文件夹结构和一个新的Windows用户账户）应该到位。 这最后两点的任务需要SCOOT专家的协助。
下面的操作步骤指南（12个步骤）解释了如何在Windows操作系统环境下将Aimsun Next中的一个路口连接到SCOOT。（以下以英文版的Siemens UTC SCOOT用户界面在例子中说明）
- 按Start键，搜索 “UTC Backup and Restore”。
- 输入你的SCOOT用户名和密码。 这些录入资格将由SCOOT专家提供。 显示 “UTC Backup and Restore “对话框。
- 单击 “Restore “页，然后：
- 从下拉菜单(1) Select a backup source，选择UTC checkpoint area.
- 点击Start Restore来恢复UTC数据库中的UTC探测器和信号数据。
- 按Start键并搜索 “UTC Machine Configuration”。
- 选择 System Startup > Start UTC System > OK。
- 按Start键并搜索“XLaunch”。
- 启动XLaunch应用程序，在设置窗口中，保持预选的选择。
- 右击Taskbar图标Xming并选择UTC Login。
- 将显示UTC登录对话框。 再次输入你的SCOOT用户名和密码，并点击OK。
将显示以下对话框。
在我们的例子中，我们将把特定的SCOOT路口连接到一个 “外部 “应用程序（Aimsun Next），并在仿真运行时查看信息。 要做到这一点，我们需要在SCOOT控件上设置路口。
- 在Enter a UTC command，写入SCOO R*并点击Accept。
- 要在Output Messages对话框中显示最重要的信息，请输入以下命令：
- MESS D80 H01000
- MESS D81 H01000
- (可选) 如果需要，你还可以输入以下命令。
- 监测一个特定路口的控制计划（路口ID以J开头）：DIPM J41211
- 如果SCOOT没有反应，重新启动它：
XSCO R* (removes all regions from SCOOT)
REIN
SCOO R* - 监测一个探测器的状态：LMON N41211A
- 检查SCOOT配置：LVAL N41211A
到这个阶段，SCOOT应该已经启动并运行，准备好与Aimsun Next连接。
SCOOT和Aimsun Next之间的成功连接取决于以下信息的交流：
· 从SCOOT到Aimsun：相位信息
· 从Aimsun Next到SCOOT：探测器信息（必须选择“存在”和“占用”参数）。
为了保证SCOOT和Aimsun Next之间的联系，SCOOT目标必须与Aimsun目标有一对一的对应关系。 这意味着自适应信号控制系统需要在每个路口有一个Aimsun Next控制器目标来管理外部系统和Aimsun Next网络之间的联系。
你可以使用Aimsun Next控制器来创建和编辑路口、其相关的信号相位和交通探测器与SCOOT系统中相应目标之间的联系。
根据SCOOT的要求，SCOOT和Aimsun Next之间每秒钟都会进行一次信息交换（同步口令、检测器数据和相位）。 因此，探测周期 (“动态场景” >“要生成的输出”页) 因此，应设置为1秒。
将Aimsun Next连接到SCOOT
要启用与SCOOT的联系：
1. 在Aimsun Next中打开ANG文件。
2. 确定哪些SCOOT路口包括在研究区域内，并在Aimsun Next网络中找到这些路口。在大多数情况下，SCOOT路口的位置和ID是由该地区的交通管理中心（TMC）或城市管理部门提供。通常，SCOOT路口会在地图（PDF文件或图像文件）上标注。我们将使用一个ID为N41211的SCOOT路口来演示将SCOOT连接到Aimsun Next所需的逐步工作流程。
3. 打开网络中的相关节点并设置External ID为N41211。
4. 在节点目标中设置信号组。
a. 首先，打开SCOOT说明文件（TMC或外部来源的PDF）。 向下滚动，直到你找到 “Phase Type and Conditions”部分，并使用 “Title”信息来确定每个路口信号组的车流转向。 例如，”Phase “A，”Title “A6 Leicester RD – TO CITY (INB)意味着相位A被分配到A6 Leicester Road向城市中心的方向。
b. 点击“信号群组”页并将SCOOT相位（上面截图中的A-J）与Aimsun Next信号群组名称（下面截图中的A-J）做一一对应。
5. 在相关的Aimsun Next控制计划中设置信号相位。
a. 在同一份SCOOT说明文件中，找到 “Phases in Stages “部分。 这是SCOOT阶段/分期信息，需要分配信号群组到Aimsun Next控制计划目标的相位中。
在上面的例子中：
- Stage 1包含A, B, E, F
- Stage 2包含C, D, G, H
- Stage 4包含I
- Stage 5包含J。
b. 打开控制计划，完成以下步骤：
i. 设置“类型”为“外部的”。
ii. 在“信号配时”分页，加入相位和相位过度间隔。
iii. 将信号群组分配给相应的相位。 相位和过度间隔的时间应设置为反映现实世界的备份控制计划。 这样，如果SCOOT和Aimsun Next之间的连接丢失，现实世界的备份控制计划将被激活。
iv. 创建一个新的主控制计划并包括最近创建的SCOOT外部控制计划。
6. 从SCOOT导出SCOOT探测器信息，然后（手动或使用Python脚本）将SCOOT探测器的线圈数据导入Aimsun Next。 在下面的例子中，探测器的数据是以CSV格式从SCOOT数据库中导出的。
在第一列中，有三个与N41211结点路口的SCOOT探测器：41211A1、41211B1和41211C1。
7. 检查SCOOT的说明，看是否有SCOOT相位是依赖需求的（指只有在有需求时才会被触发的相位）。 如果发现任何依赖需求的相位，你应该在与该相位相关的相应转弯处安装一个相位探测器。
在下面的例子中，SCOOT说明中的 “UTC Demand Dependent Forces”部分包含了关于需求依赖相位的信息。 根据下面的截图，第二相位（在SCOOT文件中有时也被描述为Stage B）的C、D、G和H是取决于需求的。
8. 有时会有SCOOT线圈图（PDF）。 你可以利用这些来更好地定位Aimsun Next网络中的SCOOT和相位探测器。 在我们的例子中，以下图纸帮助我们找到了SCOOT探测器41211A1（从市中心出发）和41211C1（进入市中心）。
9. 在Aimsun Next网络中添加四个新的探测器，并将其放置在下面的屏幕截图中。
10. 输入每个探测器的“外部ID”，如下：
- N41211A1
- N41211B1
- N41211C1
- J41211-2 (按需)。
微观仿真配置文件
需要一个名为microsim_config.cnf的文件，作为Aimsun Next目标和SCOOT目标之间的接口。 该文件将SCOOT路口、探测器和相位探测器ID一一对应到Aimsun Next控制器的相应目标。
要做到这一点，您必须在Aimsun Next和SCOOT中为路口及其探测器设置相同的外部ID，如前面的步骤所述。
创建cnf文件：
a. 打开一个新的文本文件。
b. 重新命名cnf文件。
c. 将SCOOT路口（J41211）、探测器（N41211A1、N41211B1、N41211C1）和相位探测器（J41211-2）添加到文件。
d. 将此文件发送给SCOOT专业人士，以便他们能够处理并为这些目标生成新的ID。
e. 专业人员将生成一个新版本的cnf文件，其中有新的ID（201, 420, 625, 626, 627）和之前的路口和探测器ID。
f. 将cnf文件保存在这个位置：
C:\ProgramData\Siemens Mobility Limited\UTC\movable\sys\current\tcca.
路口、相位探测器和转向探测器的文件格式如下：
-
- [Junction ID][space][ID][space]x
- [Stage Detector ID][space][ID][space]x
- [SCOOT Detector ID][space][ID][space]x
在我们的例子中，microsim_config.cnf文件的内容将是：
-
- J41211 201 x
- J41211-2 420 x
- N41211A1 625 x
- N41211B1 626 x
- N41211C1 627 x
11. 在Aimsun Next网络中添加一个新的控制器，并设置以下参数：
- 类型：Siemens UTC System
- 勾选“启用”
- “外部 ID”: 41211
- “交叉口 ID”: 201
- “端口”: 2809
- IP: 127.0.0.1。
端口和IP值必须与SCOOT中的值一致。 如果有疑问，请向您的SCOOT专业人员查询。
12. 点击“探测器”页并在ID列中设置以下ID：625, 626, 627, 420。 另外，将探测器的“类型”设置为SCOOT或Stage。
点击“阶段”页，将”SCOOT阶段ID”（在SCOOT说明 “Phases in Stages”部分找到）与“Aimsun相位ID”（在控制计划目标中找到）对应起来，如下图所示。
14. 打开动态场景，在“主控制计划”下，选择SCOOT计划。
15. 运行与场景和实验相关的副本，并在日志窗口中检查以下信息：
“初始化CORBA: …”
“连接到西门子UTC系统。”
16.要验证Aimsun Next中的当前有效相位是否就是SCOOT发送给Aimsun Next的相位，请双击网络中的相关节点，在仿真运行时点击“模拟控制”页。 观察控制计划中各相位的连续启动。
17. 在SCOOT应用程序中输入DIPM J41211命令，切换到DIPM窗口。
下面的截图显示，22秒前SCOOT向Aimsun Next发送了激活阶段A的命令。 在Aimsun Next中，如“模拟控制”页所示，第1相位已经启动了21.6秒。 这意味着连接正常。
18. 要实时了解一个探测器（在本例中为N41211B）的状态变化，在SCOOTS中输入LMON N41211B1命令，以打开该特定探测器的LMON窗口。 每个字符0或1对应于不存在（=0）或存在（=1）的检测，频率为0.25秒。 在下面的例子中，111标明处，刚刚越过探测器N41211B1的车辆被检测为停留了0.75秒。
有几辆车越过了N41211B1号探测器。 另外，大多数车辆已经越过了相位探测器J41211-2。 因为Stage B（SCOOT）和第三相位（Aimsun Next）是取决于需求的，我们预计它将在几秒钟内根据SCOOT逻辑启动。 你可以在SCOOT和Aimsun Next应用程序中看到激活的情况。
提示：SCOOT接口可以被配置为产生调试信息。 你可以在动态场景下选择这个选项。 打开场景并点击 “要生成输出”页 > “控制器”页并勾选“生成调试文件”。 如果选择了这个选项，Aimsun Next将产生日志文件，这些文件与ANG文件存储在同一个文件夹中。
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