淺談國內(nèi)外交通仿真發(fā)展概況

付振永

摘 要：交通仿真系統(tǒng)現(xiàn)在對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，交通仿真是通過對交通實時運行狀況進(jìn)行模擬和在現(xiàn)，以便對復(fù)雜的現(xiàn)實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?？偟膩碚f，交通仿真發(fā)展大的方向經(jīng)歷了兩個階段，一個是單點式交叉口運行模擬仿真，另一個是有點擴(kuò)大到面的網(wǎng)絡(luò)交通仿真。交通仿真也是從傳統(tǒng)的針對常規(guī)交通管理控制、交通規(guī)劃設(shè)計等方向的實踐到面向智慧交通實踐的發(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 年有計算機(jī)專業(yè)的專家組織成立了美國的計算機(jī)仿真學(xué)會（Society for Computer Simulation），仿真學(xué)會的成立極大的推動美國在交通仿真研究的發(fā)展。在美國成立了仿真學(xué)會之后，世界上很多國家逐漸開始了對交通仿真的研究，同時，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)基本實現(xiàn)了仿真軟件的商業(yè)化。

從整個交通仿真軟件的發(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現(xiàn)交通信號的合理設(shè)計，這個時期，設(shè)計模型主要還是采用的宏觀設(shè)計模型，這種模型具有一定的局限性，他的機(jī)動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性。雖然這個階段的仿真系統(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車輛速度、延誤、里程、排隊等常規(guī)指標(biāo)外進(jìn)行模擬仿真以外，對于車輛的燃料消耗、廢氣廢物的排放也可以進(jìn)行模擬計算，對于道路幾何條件、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)動性。

初步階段交通仿真模型的領(lǐng)頭羊以羅伯遜在設(shè)計開發(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，它的最大特點就是能夠較為合理的計算出交叉口配時的最佳信號周期；在1963年由Ger-lough仿真專家設(shè)計開發(fā)出的適合用于道路面控信號配置的仿真軟件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)時計算機(jī)技術(shù)的落后的影響二發(fā)展緩慢，由于計算機(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)展的高速時期，計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，帶動了計算機(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比較典型的例子。有計算機(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，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，微觀交通仿真也踏上了時代的高速列車，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。這款模型是對于單個車輛的運動狀態(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新的臺階。

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象的軟件開發(fā)設(shè)計。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。在這個階段，有三方面的特征是這個時期交通仿真技術(shù)發(fā)展的主要特征：

第一個方面：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，而在這個階段，新的模型出現(xiàn)了——混合模型。這個時期有很多這樣的典型例子，就1984年設(shè)計出的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車輛視為一個小的基本單元。這種模型通過現(xiàn)實生活中實際的應(yīng)用，已經(jīng)取得了不錯的。

第二個方面：近現(xiàn)代以來，隨著計算機(jī)計算速度的計算速度和儲存容量的大大提高，同時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。

第三個方面：近年來，世界上主要發(fā)達(dá)國家對于智能交通領(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)整個交通行業(yè)都發(fā)展得比較晚，對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，主要是針對一些比較簡單得交通問題進(jìn)行研究模擬，但這些研究對于交通實際問題的解決并沒有太大得實質(zhì)性作用。在很長的一段時間之后，我國交通工程的研究人員才開始慢慢的將對于交通仿真的研究重心轉(zhuǎn)移到了該技術(shù)對于交通實際性問題的解決的重要性。此后就實施了相關(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)還處于一個比較基礎(chǔ)的運用設(shè)計階段，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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