从 VISSIM *.inpx 文件导入功能的扩展工具#
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SUMO 网络转换的扩展#
随着 PTV 公司商业微观交通仿真软件的第 6 版发布（该软件不仅在德语区用于可视化交通行为），文件格式已更改为基于 XML 的 .inpx 格式。然而，SUMO 工具 netconvert（用于将其他源格式的网络转换为 SUMO 网络）在 0.23.0 版本之前仍基于旧的 .inp 格式，因此必须使用更新的版本才能转换当前的 .inpx 格式网络。由于除了读取网络信息外，程序流程没有变化，因此使用 netconvert 转换 VISSIM 网络的操作对于用户来说保持不变。
在转换 .inpx 网络的过程中，通过读取 VISSIM 中的冲突区域定义，还会定义 SUMO 路口内的优先级。
此外，针对基于 XML 的 .inpx 格式，开发了额外的 Python 工具，用于在转换原始网络信息后，读取路线、流量、信号灯和检测器等信息。
使用方法#
调用 netconvert 处理 VISSIM 网络的命令如下：
netconvert --vissim-file=<VISSIM_FILE> --output-file=MySUMOFile.net.xml
在转换过程中会自动检查 VISSIM 网络是新的 inpx 格式还是旧的 inp 格式。因此，用户无需关心 VISSIM 网络的版本。但是，如果除了纯粹的网络转换外，还要使用额外的 Python 工具转换其他数据，则网络必须是 .inpx 格式。
示例#
根据网络的复杂程度，可能需要在转换后进行进一步的调整。下图展示了将 .inpx 网络转换为 SUMO 网络的示例。
“路口转换”图展示了一个在 VISSIM 中创建并随后转换到 SUMO 的复杂交叉口。该图显示几何形状（和转弯关系）被正确转换。
根据 VISSIM 冲突区域确定优先级#
为了检查冲突区域的转换，创建了一个违反常规右侧通行优先规则的 VISSIM 交叉口。随后使用 netconvert 将 VISSIM 网络转换为 SUMO 网络。在“冲突区域”图中可以看到，左转车辆相对于直行车辆的优先权被正确转换。
冲突区域
有关所示情况的数据可以在测试数据目录 tests/netconvert/import/leftist_conflictarea-prio/ 中找到，其中也包含相应的 README.md。
路线和流量的转换#
路线和流量的定义是仿真的重要组成部分。Python 工具 convert_vissimXML_flows_statRoutes.py 能够解析 VISSIM 的路线和流量，并根据这些信息为转换后的网络创建 SUMO 路线文件。该文件后缀为 .rou.xml，在仿真时作为参数指定。转换过程中仅支持静态路线定义，即包含确切路线顺序的定义。调用方法如下：
convert_vissimXML_flows_statRoutes.py -V <vissim-file> -n <sumo-net-file> -o <output-filename>
VISSIM 路线定义#
流量在 .inpx 文件中通过 XML 标签 <timeIntervalVehVolume> 标识。流量始终分配给一条路段，并通过名称（可以为空）和唯一的 ID 定义。由于车辆流量随时间变化，流量会添加时间间隔，由车辆组成和交通流量定义。时间间隔的开始时间以毫秒为单位，交通流量的单位为 辆/小时 (Fz/h)。VISSIM 中的流量定义如下所示：
<vehicleInput anmFlag="false" link="9" name="Parkplatz 30221" no="1">
<timeIntVehVols>
<timeIntervalVehVolume cont="false" timeInt="1 0" vehComp="6" volType="STOCHASTIC" volume="48.000000"/>
<timeIntervalVehVolume cont="false" timeInt="1 900000" vehComp="6" volType="STOCHASTIC" volume="84.000000"/>
<timeIntervalVehVolume cont="false" timeInt="1 1800000" vehComp="6" volType="STOCHASTIC" volume="120.040000"/>
<timeIntervalVehVolume cont="false" timeInt="1 2700000" vehComp="6" volType="STOCHASTIC" volume="120.040000"/>
</timeIntVehVols>
</vehicleInput>
路线决策在 VISSIM 中通过其起点进行汇总。从一条路段可以发出多条静态路线，通向不同的目标路段。这由属性 destLink 给出。对于每条路线，像流量一样，会设定时间间隔，定义该路线流量的相对比例。路线的路径由所经过的路段序列给出，由 XML 标签 <linkSeq> 引导。路线定义示例如下：
<vehicleRoutingDecisionStatic allVehTypes="true" anmFlag="false" combineStaRoutDec="false" link="9" name="Parkplatz 30221" no="1" pos="1.000000">
<vehicleRouteStatic destLink="205" destPos="20.916000" name="" no="113" relFlow="2 0:4.000000, 2 900000:6.990000, 2 1800000:9.990000, 2 2700000:9.990000, 2 3600000:12.660000, 2 4500000:16.330000, 2 5400000:20.990000, 2 6300000:15.660000, 2 7200000:16.660000, 2 8100000:16.330000">
<linkSeq>
<intObjectRef key="10381"/>
<intObjectRef key="269"/>
<intObjectRef key="10154"/>
<intObjectRef key="117"/>
<intObjectRef key="10150"/>
<intObjectRef key="76"/>
<intObjectRef key="10145"/>
</linkSeq>
</vehicleRouteStatic>
</vehicleRoutingDecisionStatic>
SUMO 路线定义#
在 SUMO 中，可以定义类似 VISSIM 的路线，即多条路线从一个共同的起点汇总。分布中的每条路线通过其路段序列及其概率定义。所有路线的概率之和必须始终为 1，对路线分布的引用通过其唯一的 ID 进行：
<routeDistribution id="81_900.0">
<route edges="81 83 210 211 268 117 76 115 213 212 114 265 203 204 263 109 52 188 297 190 296 186 70 298 238 299 124" id="163" probability="0.372751499001"/>
<route edges="81 83 210 211 268 117 76 115 213 212 114 265 203 204 263 109 52 188 297 190 296 186 70 298 238 299 239 72 " id="181" probability="0.125916055963"/>
<route edges="81 83 210 211 268 117 76 115 213 212 114 265 203 204 263 109 52 188 297 190 296 186 181 184" id="187" probability="0.171219187209"/>
<route edges="81 83 215 216 217 272 16" id="193" probability="0.211192538308"/>
<route edges="81 83 210 211 268 13" id="195" probability="0.11892071952"/>
</routeDistribution>
此外，路线定义还包括车辆类型分布。这些分布给出了定义的车辆类型的属性和概率，并且必须事先定义。与路线分布一样，引用也是通过唯一的 ID 进行的：
<vTypeDistribution id="6">
<vType accel="3.500000" id="t1001_D6" length="4.454081632653061" maxSpeed="14.722222222222221" probability="0.900000"/>
<vType accel="7.300000" id="t1002_D6" length="10.086636363636364" maxSpeed="14.722222222222221" vClass="truck" probability="0.100000"/>
</vTypeDistribution>
车辆流量也在路线文件中定义。像在 VISSIM 中一样，流量是针对特定时间间隔设定的。重要的是，流量必须按时间升序排序，否则无法正确读取。此外，每个流量还分配有一个先前定义的路线分布、一个车辆类型分布以及一个 ID。SUMO 中的流量定义如下：
<flow begin="0.0" color="1,1,0" end="900.0" id="fl81_st0.0" route="81_0.0" type="6" vehsPerHour="94.56"/>
<flow begin="900.0" color="1,1,0" end="1800.0" id="fl81_st900.0" route="81_900.0" type="6" vehsPerHour="120.08"/>
<flow begin="1800.0" color="1,1,0" end="2700.0" id="fl108_st1800.0" route="108_1800.0" type="6" vehsPerHour="161.88"/>
有关定义路线和流量的一般信息，请参见 https://sumo.dlr.de/docs/Definition_of_Vehicles,_Vehicle_Types,_and_Routes.html（最后检查日期 2015.07.28）。
实现#
通过工具 convert_vissimXML_flows_statRoutes.py 进行转换时，会采用以下 VISSIM 属性：
- 静态路线决策
- 流量
- 车辆类型
- 速度
- 长度
- 最大加速度
- 车辆组成
由于在 VISSIM 中，速度、加速度和长度是概率分布，因此必须从数据中计算平均值。此外，请注意流量必须按时间排序，以保证正确的转换。在编辑流量时，也必须注意时间顺序。该工具会生成一个 .rou.xml 文件，其中包含 SUMO 仿真所需的所有相关路线信息。随后必须将此文件添加到 SUMO 配置文件中。
信号灯程序的转换#
额外的工具 tls_vissimXML2SUMO.py 能够解析 VISSIM 信号灯，并将这些信息添加到转换后的 SUMO 网络中。调用方法如下：
tls_vissimXML2SUMO.py -V <vissim-file> -S <sumo-file> -o <output-filename>
信号灯定义：VISSIM#
在 VISSIM 中，每个创建的信号灯都会生成一个额外的 .sig 文件。该文件包含定义的信号灯程序的所有相关信息（如信号序列和信号顺序）。信号灯的其余定义位于相关网络的现有 .inpx 文件中。下面通过一个示例展示这些文件的结构。
.inpx 文件#
在 .inpx 文件中，信号灯通过 XML 标签 <signalController> 标识。转换为 SUMO 格式所需的属性是相关的 .sig 文件以及定义的信号组列表。信号组可以分配给多个车道，并由信号序列定义。这些可以在子元素 <signalOutputConfigurationElement> 的属性中找到。VISSIM 中的信号灯定义如下所示：
<signalController active="true" cycTm="0.000000" cycTmIsVar="true" debug="false" guiFile="VISSIG_GUI.dll" name="VLSA 301 (WienerStr./JudendorferStr.)" no="301" offset="0.000000" progFile="VISSIG_Controller.dll" progNo="1" scDetRecFile="VISSIM_302.ldp" scDetRecShortNam="false" sigTmsTabAutoConfig="true" supplyFile1="vissig.config" supplyFile2="TestsiteGraz_v01301.sig" supplyFile3="" type="FIXEDTIME">
<sGs>
<signalGroup amber="0.000000" greenFlsh="0.000000" minGreen="0.000000" minRed="0.000000" name="11GR" no="1" redAmber="0.000000" type="NORMAL"/>
< ... >
<signalGroup amber="0.000000" greenFlsh="0.000000" minGreen="0.000000" minRed="0.000000" name="14R" no="8" redAmber="0.000000" type="NORMAL"/>
</sGs>
<wttFiles>
<intObjectRef key="1"/>
</wttFiles>
<sigTmsTabConfig>
<signalOutputConfigurationElement configName="SIGGRP" detPort="0" sg="301 1" title="" varNo="1" wttFilename="vissim"/>
<signalOutputConfigurationElement configName="SIGGRP" detPort="0" sg="301 2" title="" varNo="2" wttFilename="vissim"/>
</sigTmsTabConfig>
</signalController>
在 .inpx 文件中还有所有信号灯的信号灯定义。这些分配给路段的一个车道，并属于先前定义的信号组：
<signalHeads>
<signalHead allPedTypes="true" allVehTypes="true" complRate="1.000000" dischRecAct="false" isBlockSig="false" lane="223 1" localNo="6" name="" no="1" pos="98.115000" sg="305 6" slowDownDist="3.000000" type="CIRCULAR" vAmberBlock="0.000000"/>
<signalHead allPedTypes="true" allVehTypes="true" complRate="1.000000" dischRecAct="false" isBlockSig="false" lane="276 3" localNo="5" name="" no="2" pos="82.377000" sg="305 5" slowDownDist="3.000000" type="CIRCULAR" vAmberBlock="0.000000"/>
</signalHeads>
.sig 文件#
信号相位在 .sig 文件中通过其 ID 引用。哪个 ID 属于哪个相位，在文件开头定义如下：
<signaldisplays>
<display id="1" name="Red" state="RED"/>
<display id="2" name="Red/Amber" state="REDAMBER"/>
</signaldisplays>
此外，VISSIM 使用固定的信号序列来定义信号程序，这些也可以在 .sig 文件的开头找到。这些定义了相位的顺序，引用通过各自的 ID 进行：
<signalsequences>
<signalsequence id="5" name="Red-Red/Amber-Green-Flashing Green-Amber">
<state display="1" isFixedDuration="false" isClosed="true" defaultDuration="1000" />
<state display="2" isFixedDuration="true" isClosed="true" defaultDuration="1000" />
<state display="3" isFixedDuration="false" isClosed="false" defaultDuration="5000" />
<state display="5" isFixedDuration="true" isClosed="false" defaultDuration="4000" />
<state display="4" isFixedDuration="true" isClosed="true" defaultDuration="3000" />
</signalsequence>
<signalsequence id="12" name="Off-Green">
<state display="7" isFixedDuration="false" isClosed="true" defaultDuration="1000" />
<state display="3" isFixedDuration="false" isClosed="false" defaultDuration="5000" />
</signalsequence>
</signalsequences>
随后是所有信号程序及其周期时间的定义：
<prog id="1" cycletime="80000" switchpoint="0" offset="13000" intergreens="0" fitness="0.000000" vehicleCount="0" name="Morgenprogramm S 2.7"/>
信号组的定义包括红灯和绿灯阶段的开始时间，以及位于相关信号序列中的其余阶段的时间长度：
<sg sg_id="1" signal_sequence="5">
<cmds>
<cmd display="3" begin="13000" />
<cmd display="1" begin="46000" />
</cmds>
<fixedstates>
<fixedstate display="2" duration="2000" />
<fixedstate display="5" duration="4000" />
<fixedstate display="4" duration="3000" />
</fixedstates>
</sg>
信号灯定义：SUMO#
与 VISSIM 不同，SUMO 不需要为每个信号灯提供额外的文件；所有信号灯及其程序的定义都写入现有的网络文件中，该文件也包含所有图形信息。下面解释 SUMO 中示例性的信号灯定义。
在 SUMO 网络文件中，信号灯通过 XML 元素节点 <tlLogic> 标识。可以分配属性 id、type、offset 和 programID，但在转换时仅定义 id 和 programID。信号灯的 ID 必须与分配的交叉口 ID 相同（junction id = tlLogic id），programID 描述开关程序的名称。属性 type 恒定设置为 “static”，这意味着相位具有固定的时间长度。信号灯的时间偏移由属性 offset 指定，也恒定设置为 0.00。作为子元素，可以找到开关的各个相位，由秒数的时间跨度和状态标识。states 的每个字母定义一个车道的当前状态：
<tlLogic id="69" type="static" programID="Tagesprogramm S 5.3" offset="0.00">
<phase duration="20.00" state="Grrr"/>
<phase duration="20.00" state="yyyy"/>
<phase duration="100.00" state="rGGG"/>
<phase duration="100.00" state="yyyy"/>
</tlLogic>
哪个 state-Index 分配给哪个车道，是在相关的 Connection 中通过其 linkIndex 定义的。此外，受信号灯影响的每个 Connection 都必须分配给该信号灯。为此，将相应信号灯的 ID 分配给属性 tl：
<connection dir="r" from="117" fromLane="0" to="88" toLane="0" via=":69_1_0" tl="69" linkIndex="2" state="o"/>
<connection dir="s" from="117" fromLane="0" to="76" toLane="0" via=":69_2_0" tl="69" linkIndex="3" state="o"/>
<connection dir="s" from="117" fromLane="1" to="76" toLane="1" via=":69_2_1" tl="69" linkIndex="1" state="o"/>
<connection dir="r" from="89" fromLane="0" to="76" toLane="0" via=":69_0_0" tl="69" linkIndex="0" state="o"/>
放置信号灯的 junction 也必须定义为此类型。这通过属性 type 完成，该属性确定交叉口的控制方式。如果给 junction 分配了信号灯，则 type 必须设置为 “traffic_light”：
<junction id="69" incLanes="89_0 117_0 117_1" intLanes=":69_0_0 :69_1_0 :69_2_0 :69_2_1" shape="3276.61,1952.22 3277.64,1946.15 3275.74,1944.30 3269.32,1943.27 3265.23,1952.29 3274.96,1953.43" type="traffic_light" x="3273.91" y="1947.87">
<request cont="0" foes="1100" index="0" response="1100"/>
<request cont="0" foes="0000" index="1" response="0000"/>
<request cont="0" foes="0001" index="2" response="0000"/>
<request cont="0" foes="0001" index="3" response="0000"/>
</junction>
此外，SUMO 可以为一个信号灯定义多个程序。这是通过定义每周自动开关（简称 WAUT）来实现的。通过属性 startProg 确定仿真开始时应选择哪个程序。该起始程序从 VISSIM .inpx 文件中获取，信号程序的分配通过其 ProgramID 进行。在仿真期间，信号程序可以在 GUI 中手动更改，也可以通过子元素 <wautSwitch> 在指定时间点更改：
<WAUT refTime="0" id="myWAUT" startProg="weekday_night">
<wautSwitch time="21600" to="weekday_day"/>
<wautSwitch time="79200" to="weekday_night"/>
</WAUT>
有关信号灯定义的更详细描述，请参见 https://sumo.dlr.de/docs/Simulation/Traffic_Lights.html（最后检查日期 2015.07.28）。
实现#
与其他工具不同，这里还必须读取所有为每个信号灯自动生成的 .sig 文件。这些文件必须像 VISSIM 要求的那样，位于与 .inpx 文件相同的文件夹中。在转换所有信号灯开关图后，将用信号灯的信息补充先前转换的 SUMO .net 文件。会读取所有可以通过 WAUT 切换的信号程序。仿真开始时选择的默认程序在 VISSIM 网络的 .inpx 文件中定义，并从中获取。
示例#
这里可以看到通过 VISSIM 和 SUMO 的图形界面对比两个信号程序。该图显示实现的信号组是一致的。然而，由于 VISSIM 中存在绿灯闪烁状态，而 SUMO 中未定义该状态，因此在转换时必须将其简化为绿灯。此外，可以看到并非所有 VISSIM 中的信号组都在转换到 SUMO 时被采用。这些虽然在 VISSIM 中定义，但未分配给任何路段，因此对仿真没有影响。
感应线圈和行程时间测量的转换#
Python 脚本 convert_detectors2SUMO.py 能够从 VISSIM 网络中读取感应线圈和行程时间测量，并将其添加到先前通过 netconvert 转换的 SUMO 网络中。转换后会生成一个额外的 .add.xml 文件，随后必须将其添加到 SUMO 的仿真配置文件中。调用方法如下：
convert_detectors2SUMO.py -V <vissim-file> -S <sumo-file> -o <output-filename>
检测器定义 VISSIM#
断面测量在 VISSIM 中通过 XML 标签 <dataCollectionPoint> 标识。各个检测器的位置由路段的相应车道及其里程标给出：
<dataCollectionPoint lane="108 1" name="301.41" no="1" pos="162.558473"/>
<dataCollectionPoint lane="262 4" name="301.12" no="10" pos="32.960054"/>
行程时间测量在 VISSIM 中不是基于车道，而是基于路段。为此，需设定路段以及起点和终点的里程标：
<vehicleTravelTimeMeasurement name="Wienerstrasse_Sueden" no="1">
<start link="207" pos="239.836000"/>
<end link="126" pos="12.867000"/>
</vehicleTravelTimeMeasurement>
检测器定义 SUMO#
感应线圈在 SUMO 中的定义类似于 VISSIM 中的断面测量。定位时同样指定车道和里程标。但是，还可以定义数据聚合的时间间隔。
<inductionLoop file="ind_out.xml" period="900" id="1_301.41" lane="108_0" pos="162.554736186"/>
<inductionLoop file="ind_out.xml" period="900" id="33_359.21" lane="123_0" pos="28.1962390136"/>
与感应线圈一样，行程时间测量也是通过聚合的时间间隔及其位置定义的。但在 SUMO 中，与 VISSIM 不同，行程时间测量不需要涉及整条路段，因为可以定义应考虑哪些车道。
<entryExitDetector file="time_out.xml" period="900" id="1">
<detEntry lane="207_0" pos="239.753789696"/>
<detEntry lane="207_1" pos="241.370532161"/>
<detExit lane="126_0" pos="23.2884507277"/>
<detExit lane="126_1" pos="23.2873152316"/>
</entryExitDetector>
实现#
由于在网络转换过程中，VISSIM 中的连接路段被汇总为 SUMO 的 junctions，路段长度无法精确保留。这导致里程标也不再匹配。因此，需要确定 VISSIM 中的检测器坐标，然后将其转换为 SUMO 坐标。为了确定 SUMO 中的里程标，随后会在路段上寻找距离先前确定的坐标最近的点。
转换行程时间测量时出现的另一个问题是，测量必须始终定义为一个封闭区域，而在 VISSIM 中并非如此。如果车辆通过行程时间测量的终点，但从未到达起点，则会在仿真期间产生错误消息。