📚 课程目录第2章基于随机出发时间的交通流生成

2. 基于随机出发时间的交通流生成

任务说明

本案例在单交叉口路网上，使用SUMO自带的randomTrips.py脚本生成随机车辆出行需求，运行SUMO仿真，并通过SUMO-GUI观察车辆在路网中的行驶轨迹。完成本案例后，你将掌握从路网文件到随机交通流仿真输出的完整操作链路。

路网准备

首先创建单交叉口路网文件cross.net.xml。该路网包含四条道路（东、南、西、北），每条道路为单向双车道，交汇于中心交叉口。使用SUMO自带的netedit或直接编写XML均可，此处提供可直接使用的路网定义：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- cross.net.xml -->
<net version="1.6" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://sumo.dlr.de/xsd/net_file.xsd">
    <location netOffset="0.00,0.00" convBoundary="0.00,0.00,400.00,400.00" origBoundary="10000000000.00,10000000000.00,10000000000.00,10000000000.00" projParameter="!"/>
    <edge id="E0" from="0" to="1" priority="1" numLanes="2" speed="13.89">
        <lane id="E0_0" index="0" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="0.00,-3.20 200.00,-3.20"/>
        <lane id="E0_1" index="1" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="0.00,3.20 200.00,3.20"/>
    </edge>
    <edge id="E1" from="1" to="2" priority="1" numLanes="2" speed="13.89">
        <lane id="E1_0" index="0" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,-3.20 400.00,-3.20"/>
        <lane id="E1_1" index="1" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,3.20 400.00,3.20"/>
    </edge>
    <edge id="E2" from="2" to="3" priority="1" numLanes="2" speed="13.89">
        <lane id="E2_0" index="0" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,196.80 200.00,396.80"/>
        <lane id="E2_1" index="1" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,203.20 200.00,403.20"/>
    </edge>
    <edge id="E3" from="3" to="0" priority="1" numLanes="2" speed="13.89">
        <lane id="E3_0" index="0" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,-203.20 200.00,-3.20"/>
        <lane id="E3_1" index="1" allow="all" speed="13.89" length="200.00" shape="200.00,-196.80 200.00,3.20"/>
    </edge>
    <junction id="0" x="0.00" y="0.00" type="dead_end"/>
    <junction id="1" x="200.00" y="0.00" type="traffic_light">
        <request index="0" response="0000" foes="0000" cont="0"/>
        <request index="1" response="0000" foes="0000" cont="0"/>
        <request index="2" response="0000" foes="0000" cont="0"/>
        <request index="3" response="0000" foes="0000" cont="0"/>
    </junction>
    <junction id="2" x="400.00" y="0.00" type="dead_end"/>
    <junction id="3" x="200.00" y="200.00" type="dead_end"/>
</net>

路网拓扑为：节点0（西端）→ 节点1（交叉口）→ 节点2（东端），节点3（北端）→ 节点1，节点1 → 节点0（南向出口）。实际形成西→东、北→南两条通行方向，交叉口由信号灯控制。

生成随机交通流

使用SUMO工具集中的randomTrips.py生成随机出行需求。该脚本位于SUMO安装目录的tools/文件夹下。执行以下命令生成100辆车的随机行程：

python "C:\Program Files (x86)\Eclipse\Sumo\tools\randomTrips.py" -n cross.net.xml -r flows.rou.xml -e 100 -p 1 --random

参数说明：-n指定路网文件；-r指定输出路径文件；-e 100表示仿真结束时间为100秒；-p 1表示每1秒生成一辆车；--random启用随机种子。执行后生成flows.rou.xml，内容包含车辆的出发时间、起点和终点边。

SUMO仿真配置

创建SUMO仿真配置文件cross.sumocfg，将路网与车辆路径关联：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!-- cross.sumocfg -->
<configuration>
    <input>
        <net-file value="cross.net.xml"/>
        <route-files value="flows.rou.xml"/>
    </input>
    <time>
        <begin value="0"/>
        <end value="120"/>
    </time>
    <processing>
        <ignore-route-errors value="false"/>
    </processing>
</configuration>

运行仿真并观察轨迹

在命令行启动SUMO-GUI进行可视化仿真：

sumo-gui cross.sumocfg

仿真启动后，点击运行按钮（或按Ctrl+D）开始仿真。在GUI窗口中，你可以看到车辆从路网边界进入，沿道路行驶至交叉口，根据信号灯状态决定是否通行，最终驶出路网。通过以下方式观察轨迹：

在GUI中点击车辆，可高亮显示该车的行驶路径；
开启“车辆轨迹”图层（菜单栏Settings → Edit Visualisation → Vehicles），可显示车辆历史轨迹线；
仿真结束后，可在输出文件中查看每辆车的完整轨迹记录。

验证方法

完成上述步骤后，按以下标准验证案例是否成功：

文件生成验证：确认flows.rou.xml已生成，且文件内包含约100个<trip>元素，每个元素具有depart属性和from/to边属性；
仿真运行验证：SUMO-GUI启动后无报错，仿真能持续运行至120秒结束；
轨迹观察验证：在GUI中能看到车辆从起点边出发，经过交叉口节点1，最终到达终点边并消失；车辆在交叉口处会根据信号灯相位停车或通行；
无路线错误：仿真过程中控制台不输出Error: Vehicle ... has no route类错误信息。

若以上条件均满足，则说明随机交通流生成与仿真观察任务完成。若出现路线错误，请检查路网文件中边的连接关系是否与flows.rou.xml中生成的起终点边一致。