第四节：路网文件（.net.xml）详解——节点、边、车道与交叉口逻辑

好，咱们今天来啃一块硬骨头——.net.xml文件。说实话，很多初学者一看到这个XML文件就头大，密密麻麻的标签，动辄几千行。我刚开始接触SUMO那会儿，也是对着这个文件发懵。但后来我发现，只要搞懂了四个核心概念，这个文件其实就是一层窗户纸。

哪四个概念？节点（Node）、边（Edge）、车道（Lane）、连接器（Connection）。说白了，路网文件就是把这些东西用XML描述出来。咱们一个一个拆开讲。

4.1 节点（Node）——路网的骨架

节点是什么？就是路网中的交叉点或端点。你可以把它想象成骨骼的关节。每个节点都有一个唯一的ID，还有类型（type）和坐标（x, y）。

我举个例子，一个最简单的十字路口，中心点就是一个节点。路的两端，也是节点。

<node id="1" x="0.0" y="0.0" type="priority"/>
<node id="2" x="500.0" y="0.0" type="priority"/>

这里有几个关键属性：

• id：节点的唯一标识，不能重复。我习惯用数字，但用字符串也行。
• x, y：坐标，单位是米。注意，SUMO用的是平面直角坐标系，不是经纬度。
• type：节点类型。常见的有priority（优先规则）、traffic_light（信号灯）、unregulated（无管制）。

4.2 边（Edge）——连接节点的道路

边就是连接两个节点的道路。每条边可以包含多条车道。边的定义也很简单：

<edge id="e1" from="1" to="2" numLanes="2" speed="13.89" priority="1"/>

关键属性：

• id：边的唯一标识。
• from, to：起点节点和终点节点。注意方向，从from到to。
• numLanes：车道数量。双向道路需要两条边，一条正向一条反向。
• speed：限速，单位是m/s。13.89 m/s ≈ 50 km/h。
• priority：优先级，数值越大优先级越高。这个在交叉口路权计算时会用到。

嗯，这里有个坑。我曾经在项目中犯过一个低级错误：只定义了一条边，结果车辆只能单向行驶。后来才发现，双向道路需要定义两条边，比如e1和e1_rev。你想想看，如果只有一条边，车怎么回来？

4.3 车道（Lane）——车辆行驶的轨道

每条边下面，会详细定义每条车道。车道是车辆真正行驶的地方。看这个例子：

<lane id="e1_0" index="0" speed="13.89" length="500.0" shape="0.0,-3.0 500.0,-3.0"/>
<lane id="e1_1" index="1" speed="13.89" length="500.0" shape="0.0,0.0 500.0,0.0"/>

车道属性解析：

• id：格式是边ID_车道索引，比如e1_0表示边e1的第0条车道。
• index：车道索引，从0开始。0是最右侧车道（靠路肩），数字越大越靠左。
• speed：该车道的限速。可以跟边的限速不同，但一般保持一致。
• length：车道长度，单位米。
• shape：车道的几何形状，用一系列坐标点描述。直线就是起点和终点。

我记得有一次，我做一个高速公路匝道的仿真，匝道只有一条车道，但主路有三条。结果车辆从匝道汇入时总是跑到最左侧车道去。查了半天，发现是匝道车道的index设成了2，SUMO以为它是左侧车道。改成0就对了。

4.4 连接器（Connection）——交叉口的灵魂

连接器定义了车辆在交叉口如何从一个车道转到另一个车道。这是路网文件中最复杂、也最容易出错的部分。

<connection from="e1" to="e2" fromLane="0" toLane="0" dir="r" state="M"/>
<connection from="e1" to="e2" fromLane="1" toLane="0" dir="s" state="M"/>

连接器的关键属性：

• from, to：从哪条边到哪条边。
• fromLane, toLane：从哪条车道到哪条车道。
• dir：转向方向。r右转，s直行，l左转，t掉头。
• state：连接状态。M表示主要连接（默认），o表示可选连接，c表示冲突连接。

这里有个容易混淆的地方：state="M"和state="o"有什么区别？我简单解释一下：

• M（Major）：主要连接，车辆必须从这里走。比如直行车道，只能直行。
• o（Optional）：可选连接，车辆可以选择走或不走。比如左转车道，也可以直行（如果允许的话）。
• c（Conflict）：冲突连接，表示这个连接跟其他连接有冲突，需要让行。

4.5 交叉口逻辑——信号灯与路权

交叉口逻辑是SUMO仿真中最核心的部分。它决定了车辆在交叉口如何通行。主要有两种方式：

4.5.1 优先规则（Priority Rules）

这种方式不需要信号灯，车辆根据路权规则自行判断。SUMO会根据边的优先级、转向方向等自动计算。比如，主路优先、右转优先等。

<node id="3" type="priority"/>

就这么简单。但实际仿真中，你会发现车辆在无信号灯交叉口的表现可能不太理想。比如，车辆可能会在路口犹豫不决，或者抢行。这时候就需要调整参数了。

4.5.2 信号灯逻辑（Traffic Light Logic）

信号灯逻辑就复杂多了。你需要定义信号灯的相位（phase）、持续时间等。

<tlLogic id="3" type="static" programID="0" offset="0">
  <phase duration="30" state="GGGrrr"/>
  <phase duration="3" state="yyyrrr"/>
  <phase duration="30" state="rrrGGG"/>
  <phase duration="3" state="rrryyy"/>
</tlLogic>

这里state字符串的每个字符对应一个信号灯组。G表示绿灯，y表示黄灯，r表示红灯。顺序跟连接器的顺序有关。

我刚开始做信号灯仿真时，最头疼的就是这个state字符串。明明定义了4个连接器，但state只有3个字符，结果仿真报错。后来才明白，state的字符数必须等于信号灯组的数量。每个信号灯组可以控制多个连接器。

4.6 知识体系总览

说了这么多，咱们用一张图来总结一下路网文件的核心结构：

4.7 实战建议

最后，给各位几个实战中的建议：

1. 先用netedit画图：手动写XML太容易出错了。我建议先用netedit（SUMO自带的图形化编辑器）画路网，然后导出.net.xml文件，再根据需要手动修改。
2. 验证路网文件：用netconvert命令可以验证路网文件是否正确。命令是netconvert -s your.net.xml -o output.net.xml，如果有错误会提示。
3. 注意坐标精度：SUMO对坐标精度要求不高，但如果你用高精度地图数据，注意单位要统一。我遇到过有人把经纬度当成平面坐标用，结果路网跑到外太空去了。
4. 备份原始文件：修改.net.xml文件前，一定要备份。我曾经手滑删掉了一个连接器，结果整个交叉口瘫痪了。还好有备份。