Python知识点：基于Python技术，如何使用SUMO进行交通流量模拟

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摘要：本文将详细介绍如何使用Python技术结合SUMO（Simulation of Urban MObility）进行交通流量模拟。通过本教程，读者可以掌握SUMO的基本用法，学会在Python中调用SUMO进行交通仿真，从而为城市交通规划和管理提供有力支持。
一、引言
SUMO是一款开源、可扩展、多模态的交通仿真软件，广泛应用于城市交通规划、交通控制策略评估等领域。Python作为一种简单易学、功能强大的编程语言，与SUMO相结合，可以方便地实现复杂的交通仿真场景。本文将带领大家学习如何使用Python调用SUMO进行交通流量模拟。
二、环境搭建

1. 安装Python
   首先，确保您的计算机上已安装Python。建议使用Python 3.x版本。您可以在Python官网（https://www.python.org/）下载并安装。
2. 安装SUMO
   （1）下载SUMO：访问SUMO官网（https://sumo.dlr.de/）下载最新版本的SUMO软件。
   （2）安装SUMO：将下载的SUMO压缩包解压到指定目录，例如：C:\sumo。
   （3）配置环境变量：将SUMO的bin目录（例如：C:\sumo\bin）添加到系统环境变量Path中。
3. 安装Python库
   在命令行中运行以下命令，安装Python库：

pip install traci
pip install sumolib

traci是SUMO提供的Python接口，用于与SUMO进行通信。sumolib是SUMO提供的Python库，用于处理XML文件。
三、SUMO基本概念

1. 网络文件（.net.xml）：描述道路网络，包括节点、路段、车道等。
2. 路线文件（.rou.xml）：描述车辆行驶路线，包括车辆ID、出发时间、行驶路径等。
3. 配置文件（.sumocfg）：包含仿真所需的网络文件、路线文件、仿真时间等参数。
4. 添加文件（.add.xml）：在仿真过程中动态添加车辆、信号灯等。
   四、实战教程
5. 准备网络文件
   使用SUMO自带的工具netedit创建一个简单的道路网络。打开netedit，绘制以下网络：

A -- B -- C
|    |
D -- E

保存网络文件为simple.net.xml。
2. 准备路线文件
编写以下Python代码，生成路线文件：

import random
# 路线文件头部
rou_xml = '''<routes>
    <vType id="car" accel="2.6" decel="4.5" sigma="0.5" length="5" minGap="2.5" maxSpeed="16.67" guiShape="passenger"/>
'''
# 生成100辆车的路线
for i in range(1, 101):
    depart = random.randint(0, 3600)  # 随机出发时间
    route = random.choice(["ABDCE", "ABECD", "ACBDE"])  # 随机路线
    rou_xml += f'''    <vehicle id="car_{i}" type="car" depart="{depart}" route="{route}"/>
'''
rou_xml += '</routes>'
# 保存路线文件
with open('simple.rou.xml', 'w') as f:
    f.write(rou_xml)

3. 准备配置文件
   创建一个名为simple.sumocfg的配置文件，内容如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<configuration>
    <input>
        <net-file value="simple.net.xml"/>
        <route-files value="simple.rou.xml"/>
    </input>
    <time>
        <begin value="0"/>
        <end value="3600"/>
    </time>
</configuration>

4. 运行SUMO仿真
   编写以下Python代码，运行SUMO仿真：

import traci
# 初始化SUMO
sumoCmd = ["sumo", "-c", "simple.sumocfg"]
traci.start(sumoCmd)
# 仿真循环
while traci.simulation.getMinExpectedNumber() > 0:
    traci.simulationStep()
# 结束仿真
traci.close()

运行上述代码，SUMO将启动仿真，并在3600秒后结束。您可以通过SUMO GUI查看仿真过程。
五、总结
本文详细介绍了基于Python技术的SUMO交通流量模拟方法。通过本教程，您掌握了SUMO的基本用法，学会了在Python中调用SUMO进行交通仿真。在此基础上，您可以进一步研究SUMO的高级功能，为城市交通规划和管理提供更有效的解决方案。

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原文地址：https://blog.csdn.net/bifengmiaozhuan/article/details/142908550

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