計(jì)算機(jī)仿真在交通分流中的應(yīng)用

王霄維

(長(zhǎng)春師范大學(xué)，長(zhǎng)春 130032)

1 交通分流調(diào)查的特點(diǎn)

及時(shí)性。交通擁堵不是偶然現(xiàn)象，人車劇增產(chǎn)生的交通擁擠是現(xiàn)代化都市發(fā)展的必然產(chǎn)物。為了解決道路擁擠現(xiàn)象，要求交通指揮部門盡快作出正確的交通指揮，快速分散，進(jìn)行交通調(diào)流，以舒緩交通擁擠。不進(jìn)行交通調(diào)流即使建設(shè)再多的道路也不是長(zhǎng)久之計(jì)，交通調(diào)流的作用就是把車調(diào)度到人車稀少的路段，有機(jī)地疏通擁擠的道路，達(dá)到分流交通、疏通擁擠的目的，這就需要一個(gè)指揮中心進(jìn)行分流調(diào)度活動(dòng)。

定量化。為了保證計(jì)算機(jī)仿生學(xué)在交通分流中作用的研究的準(zhǔn)確性，要對(duì)分流作出定量化的分析，根據(jù)具體的科學(xué)數(shù)據(jù)做出正確判斷和研究。要定量化地進(jìn)行交通分流設(shè)計(jì)，并對(duì)汽車的出行規(guī)律、油耗情況、駕駛習(xí)慣、出行路徑、尾氣排放等都進(jìn)行定量研究，這樣才能具體分析出調(diào)流的方向。通過(guò)這些對(duì)車輛基礎(chǔ)情況的定量研究分析出道路調(diào)流的具體方案，然后選擇最佳方案進(jìn)行道路調(diào)流工作。道路調(diào)流調(diào)研是一個(gè)比較嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的研究，應(yīng)當(dāng)持續(xù)地進(jìn)行實(shí)地研究，并拿出具體數(shù)據(jù)科學(xué)地進(jìn)行道路調(diào)流，根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行的調(diào)流是無(wú)濟(jì)于事的。

系統(tǒng)性。交通分流相關(guān)問(wèn)題不是單從一個(gè)方面入手就可以解決的。為了進(jìn)行科學(xué)的交通分流調(diào)研工作，交通管理部門必須進(jìn)行整體的思考，站在全局角度思考問(wèn)題，從整個(gè)路網(wǎng)的建設(shè)出發(fā)，把握大局觀念，深入淺出地進(jìn)行調(diào)查工作。要看到交通運(yùn)輸?shù)谋举|(zhì)車輛的分流工作，考慮到對(duì)整個(gè)交通路網(wǎng)的影響，適當(dāng)采取技術(shù)手段，并考慮到經(jīng)濟(jì)利益和對(duì)整個(gè)社會(huì)造成的影響。通過(guò)車輛調(diào)流有機(jī)地降低交通事故發(fā)生率，把交通擁堵現(xiàn)象消滅在萌芽狀態(tài)，而不是從單方面入手，否則將會(huì)給未來(lái)的交通安全問(wèn)題帶來(lái)很大的隱患。

2 利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行交通分流

用傳統(tǒng)的方式解決交通分流問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生低效率低成果等一系列問(wèn)題。因此，在信息化的今天，利用計(jì)算機(jī)仿真方法進(jìn)行交通分流有很多有利因素：a.利用仿真系統(tǒng)可以獨(dú)立地對(duì)交通狀況進(jìn)行分析研究，不用去道路現(xiàn)場(chǎng)，節(jié)省人力物力。b.通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真可以提供幾個(gè)不同的分流方案，方便交通運(yùn)管部門進(jìn)行比較研究，選擇最佳方案進(jìn)行交通分流處理。c.運(yùn)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以模擬各種交通擁狀況，為交通分流提供擁堵路段的參考，方便交通運(yùn)管部門及時(shí)掌握路況信息，對(duì)交通分流做出正確判斷。d.仿真系統(tǒng)可以模擬多種交通調(diào)流后的交通狀況，為交通調(diào)流提供有力的佐證，解決調(diào)流不徹底的問(wèn)題。e.建立起交通仿真系統(tǒng)后，交通管理部門可以對(duì)交通狀況了如指掌，便于具體問(wèn)題的快速解決。f.交通仿真系統(tǒng)可以對(duì)交通狀況進(jìn)行具體的量化分析，提供有說(shuō)服力的量化數(shù)據(jù)，對(duì)解決交通問(wèn)題很有幫助。g.交通仿真系統(tǒng)通過(guò)3D渲染技術(shù)可比較逼真地反映事故現(xiàn)場(chǎng)情況，也可通過(guò)模擬支模技術(shù)還原道路狀況，使得問(wèn)題解決更加高效。

3 調(diào)研中的具體研究實(shí)例

研究背景。通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明仿真系統(tǒng)的應(yīng)用情況：有一條高速公路為適應(yīng)交通發(fā)展需要，從一個(gè)雙向四車道擴(kuò)建成雙向八車道，施工期間不進(jìn)行道路封閉。為了不影響道路的擴(kuò)建工程，需要對(duì)高速公路進(jìn)行分流，進(jìn)行一邊通車一邊進(jìn)行道路的擴(kuò)建工程，在路基兩側(cè)對(duì)道路做加寬處理，可以在不影響正常交通的情況下進(jìn)行道路擴(kuò)建工作。分流方案必須進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，所以采取了仿真軟件來(lái)進(jìn)行車輛分流。進(jìn)行分流設(shè)計(jì)的TSIS仿真軟件誕生于上世紀(jì)70年代的美國(guó)，有幾十年的發(fā)展歷史，運(yùn)行比較穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，比較適用于交通分流的實(shí)際操作。

仿真模型。在模擬仿真的路線圖中，AE是一段高速公路，A-B是發(fā)生擁堵的路段，為了解決道路擁堵要進(jìn)行分流。路線為A-D-C-B，如果反方向擁堵的話分流路線也從相反的方向進(jìn)行。在進(jìn)行分流方案仿真分析時(shí)，根據(jù)以前調(diào)查的交通數(shù)據(jù)，對(duì)交通路口進(jìn)行建模分析，然后利用3D制模技術(shù)進(jìn)行整個(gè)路段的模擬還原，制作3D效果圖，所以可以很直觀地看到道路的建設(shè)情況。

仿真結(jié)果分析。通過(guò)分流前后的行程時(shí)間對(duì)比可以看到，經(jīng)過(guò)仿生計(jì)算機(jī)分析以后，做出了正確的分流路線安排，分流有效地解決了高速公車流密集的問(wèn)題，盡管分流后車輛行程增加了，但是降低了交通擁堵現(xiàn)象。油耗分析也是仿生軟件很重要的功能，仿生軟件根據(jù)車輛車型的變化，計(jì)算出車輛的運(yùn)行情況，結(jié)合道路狀況建立燃油消耗模型，可以為分流方案中的燃油消耗情況提供有力的數(shù)據(jù)支持。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，仿真演示技術(shù)也得到了提升并被大規(guī)模地應(yīng)用于交通領(lǐng)域。這種仿真技術(shù)可以使觀察人員清晰明了地看到當(dāng)前的交通狀況，這樣便可以在第一時(shí)間找出交通問(wèn)題所在，并及時(shí)進(jìn)行解決。具體來(lái)講，就是在仿真系統(tǒng)建成之后運(yùn)用3D建模技術(shù)，通過(guò)渲染得到立體的道路仿真圖像，然后制作成卡通形象進(jìn)行動(dòng)漫演示，可以具體直接地看到車輛分流的現(xiàn)狀，這在一定程度上減少了傳統(tǒng)技術(shù)給交通問(wèn)題解決帶來(lái)的阻礙，并且可以通過(guò)立體的圖形直觀地看到分流的效果和方案的不足之處，為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，為今后交通分流問(wèn)題解決奠定基礎(chǔ)。

4 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通分流中的作用

4.1 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通分流理論研究中的作用

交通不順暢始終是困擾許多人出行的重要問(wèn)題之一，在交通問(wèn)題的協(xié)調(diào)和處理過(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡可能地遵循整體性和統(tǒng)一性，城市道路交通應(yīng)當(dāng)是一個(gè)有機(jī)整體，每一條道路都有著自身的作用，每一條道路都相互補(bǔ)充、相互協(xié)調(diào)。近年來(lái)隨著我國(guó)城市交通系統(tǒng)逐步完善和發(fā)展，我國(guó)投入了更多的人力物力進(jìn)行交通問(wèn)題的研究。交通問(wèn)題與環(huán)境地理原因相互交織，但是由于目前我國(guó)沒(méi)有更加精準(zhǔn)的道路仿真模型，問(wèn)題始終沒(méi)有得到充分的解決，這在一定程度上反映出交通問(wèn)題并不是簡(jiǎn)單地通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)就可以得到解決的，而是需要真切的社會(huì)實(shí)踐加以佐證。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就可以通過(guò)對(duì)實(shí)踐的還原來(lái)達(dá)到演示的效果，彌補(bǔ)了解決交通問(wèn)題的空白。

4.2 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通分流治理中的作用

對(duì)于交通問(wèn)題的明確診斷是一個(gè)較為繁雜的過(guò)程，要根據(jù)具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析，從多角度全方面來(lái)思考問(wèn)題，從而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行更好的診斷?，F(xiàn)階段我國(guó)的計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐步得到了發(fā)展，人們已經(jīng)可以將交通狀況及其發(fā)生的原因第一時(shí)間反映在電腦屏幕中。在對(duì)交通問(wèn)題進(jìn)行解決時(shí)，只要輸入路段名稱，就可以對(duì)當(dāng)前路段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以對(duì)整個(gè)交通狀況進(jìn)行仿真模擬，能夠更好地幫助相關(guān)工作者對(duì)道路問(wèn)題進(jìn)行解決。這樣一來(lái)，人們?cè)诮鉀Q問(wèn)題時(shí)思路會(huì)更加清晰，減少只依據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷產(chǎn)生的一系列問(wèn)題。

4.3 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在交通分流教學(xué)方面的作用

交通業(yè)的發(fā)展使得相關(guān)的教學(xué)也出現(xiàn)了“潮流化”現(xiàn)象，以往的教學(xué)模式都是通過(guò)書本上的知識(shí)來(lái)進(jìn)行傳授，倘若帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)地考察和研究，會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，從而降低教學(xué)和學(xué)習(xí)效率。但如今通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就能利用仿真模擬的方式得到更為真切的體驗(yàn)，可以幫助學(xué)生更為直觀地處理所遇到交通分流的問(wèn)題，對(duì)解決交通問(wèn)題擁有更為完善具體的判斷?？偟膩?lái)說(shuō)，引入這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為交通管控教學(xué)必不可少的一部分。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行了不斷的完善，現(xiàn)在的仿真技術(shù)越來(lái)越智能化，利用這項(xiàng)技術(shù)可以使我國(guó)目前的交通分流問(wèn)題逐步得到緩解，從而達(dá)到交通順暢的效果。本次調(diào)研活動(dòng)在交通分流中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)取得了成功，在以后的工作中可以運(yùn)用仿真技術(shù)進(jìn)行更多的道路交通研究，以期進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展。