VISSIM是一款由德国PTV公司开发的微观交通仿真建模工具，专为城市交通和公共交通系统的运行进行详细的交通流模拟。该软件基于时间间隔和驾驶行为模型，能够提供高度精确的多模式交通流仿真。
1974年，卡尔斯鲁厄大学的Rainer Wiedemann在其博士论文中提出了“Wiedemann 74”心理-生理跟车模型，并在大型计算机上用Algol语言实现。这一模型最初被称为“INTAC”，用于描述单车道的跟车情况。随后，一系列博士论文扩展了该模型。1983年，Hans Hubschneider的博士论文进一步推动了VISSIM的发展。他使用Simula-67语言实现了信号控制和公共交通的现有模型及一些新模型，并设计了一个仿真工具，允许用户无需编程就能从预定义的构建块组装任意网络。他还引入了网络描述语言，类似于VISSIM后来的网络文件描述文本文件。该软件工具被命名为“MISSION”，即“微观城市私人和公共交通模拟”的缩写。
如今，VISSIM已成为最详尽的多模式交通流仿真工具之一，支持自动驾驶、车联网仿真和3D可视化。其广泛的分析选项和开放接口使其能够灵活应用于各种移动性问题。
一、主要功能
● 高度灵活的路网编辑器：允许用户快速创建或修改复杂的道路网络。
● 多模式交通模拟：支持同时模拟私家车、公交车、货车、自行车及行人等多种交通工具的行为。
● 先进的驾驶行为模型：基于真实的驾驶员行为数据构建而成，能够更准确地反映实际道路上车辆之间的互动关系。
● 详细的交通流量分析：提供丰富的统计数据和图表，帮助理解交通状况并进行有效决策。
● 强大的可视化能力：通过三维动画展示模拟结果，使非专业人士也能直观理解复杂的交通现象。
● 与其他系统集成：易于与其他GIS系统、数据库或第三方应用程序对接，实现数据共享和联合分析。
二、特点
● 微观行为模拟：采用微观方法，考虑单个交通参与个体间的运行关系，通过跟驰模型、变道模型和横向超车行为模型来模拟车辆的驾驶行为，能精确体现驾驶员的物理和心理特性以及个体驾驶行为特性。
● 路网构建灵活：支持手动创建路网，也能从PTV系列软件中的宏观软件PTV VISUM和交通工程软件PTV VISTRO中导入路网，还支持通过Opendrive格式导入已有的路网，可详尽模拟复杂交叉口的车流转向。
● 交通控制模拟全面：擅长模拟路口的多种控制方式，包括限速标志、让行标志、停止标志、减速带、交叉口信号控制方案、可变信息板等，可用于车路协同、V2X等方面的仿真。
● 功能性多样，开放程度好：可用于多种场景，如机场、停车场、交通枢纽、高速公路等，能仿真多种交通状况及人车互动关系。通过COM接口，可结合检测器设置变化的管理规则和路径指令，模拟基于条件改变路径或速度等的交通场景。
● 随机因素模拟真实：软件提供大量随机因素，如速度和加速度从区间内随机选择、有仿真随机种子等，还能为车企在路网里随机生成驾驶错误现象，充分反映交通运行的真实性。
三、软件组成
● 交通仿真器：是微观交通仿真模型，包含跟车模型和车道变换模型，负责模拟微观交通流，构建复杂的跟车模型和车道变换模型，根据车辆间的交互和环境因素预测行驶状态。
● 信号状态产生器：是信号控制软件，依据交通仿真器提供的数据，调整信号灯状态，确保信号控制的实时性和准确性。二者通过接口交换检测器数据和信号状态信息。
四、不足之处
尽管VISSIM功能强大，但也存在一些不足之处：
● 模型简化与实际交通的差距
○ 驾驶行为模型简化：尽管VISSIM的跟车模型能在一定程度上模拟驾驶员行为，但仍然对复杂的人类驾驶行为进行了简化。实际驾驶中，驾驶员的决策受到多种因素影响，如个人情绪、路况熟悉程度、交通环境的突然变化等，这些因素难以在模型中完全准确地体现，可能导致仿真结果与实际交通状况存在偏差。
○ 交通环境因素简化：VISSIM对交通环境的建模也存在一定的简化。例如，在模拟天气对交通的影响时，只能进行较为简单的设置，难以精确反映不同天气条件（如暴雨、浓雾、冰雪等）对道路摩擦力、驾驶员视线和反应时间等多方面的综合影响。对于道路施工、突发事件等特殊情况的模拟，虽然有相关功能，但细节和真实感也有待提高。
● 数据输入与校准的复杂性
○ 数据要求高：要获得较为准确的仿真结果，需要大量详细的输入数据，包括道路几何参数、交通流量数据、车辆类型分布、驾驶员行为特征等。收集和整理这些数据往往需要耗费大量的时间和精力，而且数据的准确性也难以保证。如果数据存在误差或不完整，可能会对仿真结果产生较大影响。
○ 参数校准困难：VISSIM模型中有众多的参数需要进行校准，以使其能够准确地反映实际交通情况。然而，参数校准过程往往较为复杂，需要丰富的经验和专业知识。不同的参数组合可能会产生相似的仿真结果，使得确定最优参数组合变得困难，而且校准过程通常需要反复试验和调整，耗时较长。
● 计算资源与时间成本
○ 对硬件要求较高：当模拟大规模交通网络或复杂交通场景时，VISSIM需要消耗大量的计算资源。这可能导致在普通计算机上运行速度较慢，甚至出现卡顿现象，影响仿真效率。对于一些需要实时进行仿真分析的场景，可能无法满足及时性要求。
○ 仿真时间长：尤其是对于复杂的交通系统，VISSIM的仿真运行时间可能会很长。从模型搭建、数据输入到最终得到仿真结果，可能需要花费数小时甚至数天的时间，这对于需要快速得到结果以进行决策的情况来说，是一个较大的局限。
● 软件功能与扩展性限制
○ 特定交通场景适应性有限：虽然VISSIM能够模拟多种交通场景，但对于一些特殊或新兴的交通场景，如自动驾驶车辆大规模应用、共享单车与机动车混合交通等，其功能可能不够完善，需要进行额外的开发或扩展才能较好地模拟。
○ 与其他系统集成困难：VISSIM与其他交通规划、交通管理系统的集成存在一定困难。在实际应用中，往往需要将交通仿真结果与其他相关系统的数据进行融合和协同分析，但VISSIM的接口和数据格式可能与其他系统不兼容，增加了集成的难度和成本。
五、应用领域
● 交通控制设计与评价：可用于由车辆激发的信号控制的设计、检验和评价，能对定时控制、车辆感应控制以及SCATS和SCOOT系统等各种交通信号控制策略进行模拟和深度分析，帮助优化交通信号控制方案。
● 公共交通分析：能分析公交优先方案的通行能力，检验公交优先策略的效果，还可对站台设施的通行能力和运营效率进行分析，有助于优化公共交通服务。
● 收费设施与匝道控制分析：用于收费设施的分析，如研究收费方式、收费车道数量等对交通流的影响，以及匝道控制运营分析，评估匝道控制策略对主线交通流的影响。
● 交通规划与设计评估：在交通规划和工程设计阶段，可对不同的交叉口设计方案（如停车控制、环形交叉口、立交等）进行对比分析，评估交通基础设施的适应性，为交通规划和设计提供决策支持。
● 智能交通系统研究：可用于研究路径诱导和可变信息标志等智能交通系统设施对交通流的影响，测试各种智能交通系统策略的效果。
