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交通仿真技術國內外詳情分析及發展概述

發布時間:2020-12-03 17:37:40 作者:臻圖信息 閱讀量:3227

1、國外的發展概況

 交通仿真技術發展較快,發展較早的國家是美國,世界其他國家的仿真軟件全部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建立了美國的計算機仿真學會(SocietyforComputerSimulation),仿真學會的建立極大的推動了美國在交通仿真研究的發展。在美國成立了仿真學會之后,世界上許多國家慢慢地開始了對交通仿真的研究,與此同時,也陸陸續續開發設計了許多不太成熟的交通仿真軟件,到現在為止,有很多開發設計的仿真軟件發展已經較為成熟,許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、飛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標還是實現交通信號的合理設計,這個階段,設計模型主要還是運用的宏觀設計模型,這種模型具備一定的局限性,他的機動性以及表述性不夠理想,通過這種模型的到的結論自然也就不具備真正意義上的真實性。雖說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、排隊等常規性指標外進行模擬仿真之外,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開發設計的仿真軟件TRANSYT實至名歸,這款軟件主要定位還是一款宏觀軟件,它的最大特點是可以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仿真專家開發設計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。此外,美國政府部門開發設計的美國SICOP仿真系統也是這一時期具備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滯后的影響導致發展比較緩慢,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以及仿真效果的可視性都不高。

1.2交通仿真軟件飛速發展階段

 1970年到1980年間,交通仿真軟件迎來了發展的高速時期,計算機技術的飛速發展,推動了計算機相關產業的同步飛速發展,這其中交通仿真軟件便是一個比較經典的例子。有電子計算機飛速發展作為基礎,仿真軟件的仿真模擬精度有了很大的提升 ,同時,軟件的功能也傾向了多元化色彩。在宏觀軟件全力飛速發展的同時,微觀交通仿真也踏上了時代的高速列車,這其中最為突出的兩款軟件便是NESTSIM、AIMSUM2交通仿真軟件,兩款軟件中,有以美國政府開發設計的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設計方向,已經從傳統的開發模式轉向了面向軟件使用目標的軟件開發設計。軟件開發運用的方式方法也有了更多的更好的選擇,開發模式已經呈現出了百花爭艷百家爭鳴的現象,人們摒除了傳統的Fortran語言或專用的仿真語言開發設計,使得仿真軟件的性能有了極大的提升 。在這個階段,有三個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:在此之前交通仿真模型研究領域僅限于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經典例子,就1984年設計出的DYNEMO仿真模型來說 ,不運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作一個小的基本單元。這種模型通過現實生活中實際的運用,已經取得了不錯的成果。

 第二個方面:近現代以來,伴隨著電子計算機的計算速度和存儲容量的大幅提高,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運用更加廣泛。

 第三個方面:近些年來,全世界主要的發達國家對于智能交通領域愈來愈重視,使得世界各國競相展開以ITS為應用背景的交通仿真軟件的研究,這樣也促進了交通仿真軟件的發展高潮的來臨,國內外也出現了大量的對于仿真軟件體系的研究論文。

2、國內的發展概況

 國內整體交通行業都發展得較晚,對于交通仿真得研究不用多說,那就更晚了。我們國家大約在1990年左右才開始發展交通仿真系統,在國內交通仿真發展前期,主要是針對一些相對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處理并沒有太大得實質性作用。在相當長的一段時間之后,我國交通工程的研究人員才開始逐漸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處理上。從此以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設計了一套較系統的道路交通環境模擬仿真系統。近些年來,我國自主研發設計的城市交通需求分析系統軟件TraSluion在國內交通建設方面做出了突出的貢獻,也體現出了TraSluion的優越性。東南大學也開發設計出了一套交通仿真軟件交運之星TranStar,該軟件得到了我們國家公安部、建設部等相關部門的高度認可并在國內對這款軟件做了相應的推廣應用。

3、結束語

 現階段國內交通仿真軟件的開發設計還處于一個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,我們國家基礎都較薄弱,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。

標簽:交通仿真  

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