淺談國內外交通仿真發展概況

付振永

摘 要：交通仿真系統現在對于交通研究的影響是越來越大，交通仿真系統已經在交通領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行模擬和在現，以便對復雜的現實生活無法在線的交通情況進行合理分析以找到問題真正答案?？偟膩碚f，交通仿真發展大的方向經歷了兩個階段，一個是單點式交叉口運行模擬仿真，另一個是有點擴大到面的網絡交通仿真。交通仿真也是從傳統的針對常規交通管理控制、交通規劃設計等方向的實踐到面向智慧交通實踐的發展過程。

關鍵詞：交通仿真 TRANSYT MISTRAN 模型

1.國外的發展概況

交通仿真技術發展最快，發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的基礎上進行的發展的。美國在1967 年有計算機專業的專家組織成立了美國的計算機仿真學會（Society for Computer Simulation），仿真學會的成立極大的推動美國在交通仿真研究的發展。在美國成立了仿真學會之后，世界上很多國家逐漸開始了對交通仿真的研究，同時，也陸陸續續開發了很多不太成熟的交通仿真軟件，到今天為止，有很多開發的仿真軟件發展已經比較成熟，很多都已經基本實現了仿真軟件的商業化。

從整個交通仿真軟件的發展歷程來看，交通仿真軟件經歷了初步階段、高速發展階段和商業化階段。

1.1交通仿真軟件發展初步階段

初步階段交通仿真發展的主要目的還是實現交通信號的合理設計，這個時期，設計模型主要還是采用的宏觀設計模型，這種模型具有一定的局限性，他的機動性以及表述性不夠理想，通過這種模型的到的結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有一定的局限性，但也可以進行一些簡單的模擬，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、排隊等常規指標外進行模擬仿真以外，對于車輛的燃料消耗、廢氣廢物的排放也可以進行模擬計算，對于道路幾何條件、交通標志標線以及交通設施的描述也有很強的機動性。

初步階段交通仿真模型的領頭羊以羅伯遜在設計開發的仿真軟件TRANSYT當之無愧，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仿真專家設計開發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，美國政府部門開發的美國SICOP仿真系統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展主要還是收到了當時計算機技術的落后的影響二發展緩慢，由于計算機技術的的限制，交通仿真模型處理數據問題的準確性已經仿真效果的可視性都不高。

1.2交通仿真軟件高速發展階段

1970年到1980年間，交通仿真軟件迎來了發展的高速時期，計算機技術的高速發展，帶動了計算機相關產業的同步高速發展，其中交通仿真軟件就是一個比較典型的例子。有計算機高速發展作為基礎，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的網絡微觀交通仿真，NETSIM的出現將城市道路的交通現象的描述推到了一個新的臺階。

1.3交通仿真軟件發展成熟階段

交通仿真軟件的發展成熟階段出現了仿真軟件的新的開發方向，已經從傳統的開發方式轉向了面向軟件使用對象的軟件開發設計。軟件開發使用的途徑方法也有了更多的更好的選擇，開發方式已經呈現出了百花齊放百家爭鳴的現象，人們摒棄了傳統的Fortran 語言或專用的仿真語言開發，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發展的主要特征：

第一個方面：此前交通仿真模型研究領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，新的模型出現了——混合模型。這個時期有很多這樣的典型例子，就1984年設計出的DYNEMO仿真模型而言，不才使用傳統的方法描述交通流的關系，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。這種模型通過現實生活中實際的應用，已經取得了不錯的。

第二個方面：近現代以來，隨著計算機計算速度的計算速度和儲存容量的大大提高，同時Windows操作系統的出現，可視化發展方向已經成為了仿真軟件新的發展方向，這樣可以使得交通仿真軟件的應用的到更為廣泛應用。

第三個方面：近年來，世界上主要發達國家對于智能交通領域的越來越重視，使得世界各國競相開展以ITS 為應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展高潮的到來，國內外也出現了大量對于仿真軟件體統的研究論文。

2.國內的發展概況

國內整個交通行業都發展得比較晚，對于交通仿真得研究不用說，那就更晚了。我國大概在1990年左右才開始發展交通仿真系統，在我國交通仿真發展初期，主要是針對一些比較簡單得交通問題進行研究模擬，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移到了該技術對于交通實際性問題的解決的重要性。此后就實施了相關的建設性研究。

在2000年初，我國交通行業內的專家開發了一套比較系統的道路交通環境模擬仿真系統。近些年，我自主研發設計的城市交通需求分析系統軟件TraSluion在我國交通建設方面做出了突出的貢獻，也體現出了TraSluion的優越性。東南大學也開發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、建設部等相關部門的高度認可并在我國對這款軟件做了相應的大力推廣。

結束語：目前國內交通仿真軟件的開發還處于一個比較基礎的運用設計階段，和國外的仿真軟件有著較大的差距，不管是技術還是人才方面，我國基礎都比較薄弱，我國的仿真軟件要達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。

參考文獻

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