付振永

摘 要：交通仿真系統(tǒng)現(xiàn)在對(duì)于交通研究的影響是越來越大，交通仿真系統(tǒng)已經(jīng)在交通領(lǐng)域的方方面面起到了非常大的作用，交通仿真是通過對(duì)交通實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬和在現(xiàn)，以便對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)生活無法在線的交通情況進(jìn)行合理分析以找到問題真正答案。總的來說，交通仿真發(fā)展大的方向經(jīng)歷了兩個(gè)階段，一個(gè)是單點(diǎn)式交叉口運(yùn)行模擬仿真，另一個(gè)是有點(diǎn)擴(kuò)大到面的網(wǎng)絡(luò)交通仿真。交通仿真也是從傳統(tǒng)的針對(duì)常規(guī)交通管理控制、交通規(guī)劃設(shè)計(jì)等方向的實(shí)踐到面向智慧交通實(shí)踐的發(fā)展過程。

關(guān)鍵詞：交通仿真 TRANSYT MISTRAN 模型

1.國外的發(fā)展概況

交通仿真技術(shù)發(fā)展最快，發(fā)展最早的國家就是美國，世界其他國家的仿真軟件都是在美國的交通仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的發(fā)展的。美國在1967 年有計(jì)算機(jī)專業(yè)的專家組織成立了美國的計(jì)算機(jī)仿真學(xué)會(huì)（Society for Computer Simulation），仿真學(xué)會(huì)的成立極大的推動(dòng)美國在交通仿真研究的發(fā)展。在美國成立了仿真學(xué)會(huì)之后，世界上很多國家逐漸開始了對(duì)交通仿真的研究，同時(shí)，也陸陸續(xù)續(xù)開發(fā)了很多不太成熟的交通仿真軟件，到今天為止，有很多開發(fā)的仿真軟件發(fā)展已經(jīng)比較成熟，很多都已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了仿真軟件的商業(yè)化。

從整個(gè)交通仿真軟件的發(fā)展歷程來看，交通仿真軟件經(jīng)歷了初步階段、高速發(fā)展階段和商業(yè)化階段。

1.1交通仿真軟件發(fā)展初步階段

初步階段交通仿真發(fā)展的主要目的還是實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)的合理設(shè)計(jì)，這個(gè)時(shí)期，設(shè)計(jì)模型主要還是采用的宏觀設(shè)計(jì)模型，這種模型具有一定的局限性，他的機(jī)動(dòng)性以及表述性不夠理想，通過這種模型的到的結(jié)果自然也就不具有真正意義上的真實(shí)性。雖然這個(gè)階段的仿真系統(tǒng)有一定的局限性，但也可以進(jìn)行一些簡單的模擬，如車輛的跟馳行為、超車變換車道、車流的速度密度流量模擬等。初步階段出克可以對(duì)車輛速度、延誤、里程、排隊(duì)等常規(guī)指標(biāo)外進(jìn)行模擬仿真以外，對(duì)于車輛的燃料消耗、廢氣廢物的排放也可以進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)于道路幾何條件、交通標(biāo)志標(biāo)線以及交通設(shè)施的描述也有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性。

初步階段交通仿真模型的領(lǐng)頭羊以羅伯遜在設(shè)計(jì)開發(fā)的仿真軟件TRANSYT當(dāng)之無愧，這款軟件主要定位還是一款宏觀軟件，它的最大特點(diǎn)就是能夠較為合理的計(jì)算出交叉口配時(shí)的最佳信號(hào)周期；在1963年由Ger-lough仿真專家設(shè)計(jì)開發(fā)出的適合用于道路面控信號(hào)配置的仿真軟件TRANS可以與TRANSYT媲美。另外，美國政府部門開發(fā)的美國SICOP仿真系統(tǒng)也是這一時(shí)期具有代表性的交通仿真軟件。

在交通仿真初步階段交通仿真模型的發(fā)展主要還是收到了當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)的落后的影響二發(fā)展緩慢，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的的限制，交通仿真模型處理數(shù)據(jù)問題的準(zhǔn)確性已經(jīng)仿真效果的可視性都不高。

1.2交通仿真軟件高速發(fā)展階段

1970年到1980年間，交通仿真軟件迎來了發(fā)展的高速時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的同步高速發(fā)展，其中交通仿真軟件就是一個(gè)比較典型的例子。有計(jì)算機(jī)高速發(fā)展作為基礎(chǔ)，仿真軟件的仿真模擬精度有了大大的提高，與此同時(shí)，軟件的功能也趨向了多元化色彩。在宏觀軟件大力高速發(fā)展的同時(shí)，微觀交通仿真也踏上了時(shí)代的高速列車，其中最為突出的兩款軟件就是NESTSIM、AIMSUM2交通仿真軟件，兩款軟件中，有以美國政府開發(fā)的NETSIM仿真軟件為代表。這款模型是對(duì)于單個(gè)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)微觀交通仿真，NETSIM的出現(xiàn)將城市道路的交通現(xiàn)象的描述推到了一個(gè)新的臺(tái)階。

1.3交通仿真軟件發(fā)展成熟階段

交通仿真軟件的發(fā)展成熟階段出現(xiàn)了仿真軟件的新的開發(fā)方向，已經(jīng)從傳統(tǒng)的開發(fā)方式轉(zhuǎn)向了面向軟件使用對(duì)象的軟件開發(fā)設(shè)計(jì)。軟件開發(fā)使用的途徑方法也有了更多的更好的選擇，開發(fā)方式已經(jīng)呈現(xiàn)出了百花齊放百家爭鳴的現(xiàn)象，人們摒棄了傳統(tǒng)的Fortran 語言或?qū)Ｓ玫姆抡嬲Z言開發(fā)，使得仿真軟件的性能有了巨大的提高。在這個(gè)階段，有三方面的特征是這個(gè)時(shí)期交通仿真技術(shù)發(fā)展的主要特征：

第一個(gè)方面：此前交通仿真模型研究領(lǐng)域僅限與單純的微觀或者單純的宏觀模型建立，而在這個(gè)階段，新的模型出現(xiàn)了——混合模型。這個(gè)時(shí)期有很多這樣的典型例子，就1984年設(shè)計(jì)出的DYNEMO仿真模型而言，不才使用傳統(tǒng)的方法描述交通流的關(guān)系，而是用了一種新的方式來描述，這種方法是將每一個(gè)車輛視為一個(gè)小的基本單元。這種模型通過現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際的應(yīng)用，已經(jīng)取得了不錯(cuò)的。

第二個(gè)方面：近現(xiàn)代以來，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算速度的計(jì)算速度和儲(chǔ)存容量的大大提高，同時(shí)Windows操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，可視化發(fā)展方向已經(jīng)成為了仿真軟件新的發(fā)展方向，這樣可以使得交通仿真軟件的應(yīng)用的到更為廣泛應(yīng)用。

第三個(gè)方面：近年來，世界上主要發(fā)達(dá)國家對(duì)于智能交通領(lǐng)域的越來越重視，使得世界各國競相開展以ITS 為應(yīng)用背景的交通仿真軟件的研究，這樣也推動(dòng)了交通仿真軟件的發(fā)展高潮的到來，國內(nèi)外也出現(xiàn)了大量對(duì)于仿真軟件體統(tǒng)的研究論文。

2.國內(nèi)的發(fā)展概況

國內(nèi)整個(gè)交通行業(yè)都發(fā)展得比較晚，對(duì)于交通仿真得研究不用說，那就更晚了。我國大概在1990年左右才開始發(fā)展交通仿真系統(tǒng)，在我國交通仿真發(fā)展初期，主要是針對(duì)一些比較簡單得交通問題進(jìn)行研究模擬，但這些研究對(duì)于交通實(shí)際問題的解決并沒有太大得實(shí)質(zhì)性作用。在很長的一段時(shí)間之后，我國交通工程的研究人員才開始慢慢的將對(duì)于交通仿真的研究重心轉(zhuǎn)移到了該技術(shù)對(duì)于交通實(shí)際性問題的解決的重要性。此后就實(shí)施了相關(guān)的建設(shè)性研究。

在2000年初，我國交通行業(yè)內(nèi)的專家開發(fā)了一套比較系統(tǒng)的道路交通環(huán)境模擬仿真系統(tǒng)。近些年，我自主研發(fā)設(shè)計(jì)的城市交通需求分析系統(tǒng)軟件TraSluion在我國交通建設(shè)方面做出了突出的貢獻(xiàn)，也體現(xiàn)出了TraSluion的優(yōu)越性。東南大學(xué)也開發(fā)出了一套交通仿真軟件交運(yùn)之星TranStar，該軟件得到了我國公安部、建設(shè)部等相關(guān)部門的高度認(rèn)可并在我國對(duì)這款軟件做了相應(yīng)的大力推廣。

結(jié)束語：目前國內(nèi)交通仿真軟件的開發(fā)還處于一個(gè)比較基礎(chǔ)的運(yùn)用設(shè)計(jì)階段，和國外的仿真軟件有著較大的差距，不管是技術(shù)還是人才方面，我國基礎(chǔ)都比較薄弱，我國的仿真軟件要達(dá)到商用化水平還需要更多的資金政策等多方面的大力投入。

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