摘 要：道路交通系统仿真是应用系统仿真技术研究交通行为，对交通运动随时间和空间的变化进行跟踪描述的技术。它在道路运输系统及其各组成部分的分析和评价中发挥着重要的作用。本文介绍了系统仿真计算机，系统仿真和交通系统仿真的软件系统，道路交通系统仿真的实际应用与效果。
关键词：道路；交通；系统；仿真；缓解；拥堵。

　　道路的交通问题，其实质是人、车、路、环境的关系问题, 他们之间有着特定的规律性。由于交通系统研究的对象总是处于动态的过程中, 变化万千, 重复性差，用统计的研究方法，不仅周期长、工作量大，而且时效性很大，因而很难及时掌握和处理好对象之间的关系。因此,为交通运输寻求有效的研究工具一直是国内外学者努力的方向。
　　近年来，随着计算机虚拟现实技术向实用化方面的发展，研制驾驶模拟器，对交通系统进行仿真研究成为国际上交通运输研究领域一个重要的发展方向，并取得了显著的成果。美国、德国、日本、英国等发达国家先后研制了各种大型的开发型驾驶模拟器，并成功地应用于道路安全评价、智能运输系统设计、路网评价、驾驶员行为特征研究、汽车安全性研究等领域。
　　道路交通系统仿真是应用系统仿真技术研究交通行为，对交通运动随时间和空间的变化进行跟踪描述的技术。它在道路运输系统及其各组成部分的分析和评价中发挥着重要的作用。

1. 系统仿真计算机

　　系统仿真计算机是系统仿真的主要工具和表现形式，其发展水平成为系统仿真能否实现的关键。仿真计算机的发展经历了模拟计算机仿真、混合计算机仿真、实时仿真数字机（通用计算机）、分布交互仿真阶段，其中最后两个阶段是随着信息技术特别是网络技术的发展而逐步发展的。
　　电子模拟计算机是利用具有各种数学特征的典型电路，组成各种典型的基本运算部件（如加法器、乘法器、积分器）；这些基本运算部件的输入和输出是电压，它们之间可以连接起来以完成更复杂的数学运算。因此用模拟计算机研究仿真一个系统，只要研究这个系统的数学模型即可。电子模拟计算机是一个并行运算的机器，也就是说其所有的运算同时进行，所以又称并行处理器。一个典型的电子模拟计算机主要由运算部件、开关及无限网络、状态控制部件、排题版、系统设计部件、显示设备及电源组成。运算部件是以高增益、高频响、低噪声、低漂移、深度负反馈的高质量运算放大器为核心，配合不同的外围网络和控制组件，构成不同组建的运算器，包括加/减、乘/除、积分、函数等。
　　混合模拟计算机是在模拟计算机中加入大量的数字逻辑部件、模拟开关及模拟/数字混合式部件（如数控系数器、数控积分器、数控函数发生器等）的一种计算机。混合模拟机不仅能完成原有模拟机功能，而且具有迭代运算和描述混合系统模型的能力，其中混合模拟机的自动参数、曲线和统计寻优功能是系统研究、系统设计的有力工具。混合计算仿真是由模拟机/混合模拟机、数字机及其接口设备组成的多台大规模计算机系统，其中数字计算机用于执行存储、高精度运算等更高级的任务。
随着计算机技术与信息网络技术的发展，上述两种计算机系统不能适应系统仿真的需要，就产生了目前广泛使用的实时仿真数字机。

1. 系统仿真和交通系统仿真的软件系统

　　系统仿真的很多活动是通过仿真软件来实现的，仿真软件是一类通过面向仿真用途的专用软件，它的特点是面向问题、面向用户。其功能可以概括为模型描述的规范及处理，仿真试验的执行与控制，数据与结果的分析、显示及文档化，对模型、试验程式、数据、图形和知识的存储、检索与管理。在应用需要与相关技术的推动下，仿真软件充分吸收了仿真方法学、计算机网络信息技术、图形图象技术、多媒体、软件工程、自动控制、人工智能等学科技术的新成果，从早期的编程语言、面向问题描述的仿真语言，发展到模块化概念，进而发展到面向对象编程；从人机环境的发展来看，由初期的图形支持，到刚性动画、交互式仿真，进而发展到给予矢量的图形支持，并向虚拟现实发展；从支持仿真活动的角度来看，从支持部分活动到支持全生命周期的一体化仿真环境，一致支持活动中的团体工作与流程管理。具体发展如下：
1960年左右，特点：通用程序设计；代表软件：Fortran；性能：向仿真语言发展。
1960-1965年，特点：初级仿真语言；代表软件：GPSS. CSL. SIMULA. SIMSCRIPT；性能：仿真语言开始发展。
1960-1970年，特点：进一步发展仿真语言；代表软件：GPSS II, III, SIMULA67, Simscript II. ECSL. GASPII；性能：功能进一步提高。
1970-1980年，特点：高级完善的仿真语言，支持离散、连续化系统和图形化处理；代表软件：SLAM. LCSL. IHSL. Q-GERT；性能：功能进一步提高，图形化处理。
1980-1990年，特点：交互式仿真，动画式仿真，面向具体应用的仿真器；代表软件：SIMAN/CINEMA. WITNESS. TAYLOR；性能：面向用户，用户友好的仿真软件。
1990年以后，特点：一体化建模仿真环境，灵活具体地应用方案模板；代表软件：ARENA. IMSS；性能：结合灵活性与用户友好。
具体交通系统的仿真软件，根据具体交通系统的不同特点有不同的软件，有的甚至是专用软件。一般来说，对于交通企业尤其是交通运输企业，上述软件即可使用。目前交通信号控制仿真的系统主要为TRANSYT（脱机控制系统）、SCATS 、SCOOT、 PARAMICS等仿真系统软件；一般交通和物流系统仿真软件主要为系统动力学(SD) 、IDEF 、GIM 、Petri 、SIM等。
三、道路交通系统仿真的实际应用与效果
　　以“深圳市城市交通仿真系统”应用与效果为例：
　　94个定点采集点和3000台出租车组成的动态车流信息汇集而成的“深圳市城市交通仿真系统”应用后，不仅能够很好地解决深圳市百万车流的拥堵问题，还将为政府的交通规划决策提供真实可靠的参考依据，避免了长期以来交通规划靠“拍脑门子”的做法。
（一）系统集成四国经验
　　深圳市城市交通仿真系统是深圳市智能交通系统建设的重要组成部分，其目的在于形成深圳市交通仿真与公用信息平台一体化的体系结构。
据了解，该系统借鉴国际上交通规划最先进的美国、日本、法国、德国的城市交通管理经验，将目前国际上流行的信息技术、传感技术、数据通讯技术、自动控制技术、运筹学、图像分析技术、计算机网络、人工智能等有效地综合运用于整个交通系统规划、设计、实施、运营的管理系统，旨在建立起一种大范围内全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通综合体系。
（二）仿真精确度逾八成
　　系统建成后，能有效地提高深圳市城市交通设施的规划、设计、建设与管理水平，提高城市道路交通预测能力，实时发布动态交通信息，使车辆驾驶员和出行者了解当前的道路交通情况，避开拥堵路段，缓解道路交通拥挤；并通过定期发布交通报告为政府部门决策提供技术支持。
　　据介绍，深圳市城市交通仿真系统，是将深圳特区范围内的94个路口作为静态信息采集点，同时和特区内的的士信息平台联网，将其中3000台的士的流向作为动态信息采集，将两者叠加形成仿真系统的数据来源，该数据成为深圳市道路交通状况的基本状况缩影。而根据国际经验，该数据和现实道路状况进行对比，精确度可以达到80%以上。
（三）道路状况伸手可查
　　据了解，该系统将深圳市的道路交通状况仿真分为宏观、中观和微观三个层面，分别对深圳市全市范围、跨区和某一个行政区内的道路状况进行信息处理和发布。建成后的系统将实现每5分钟刷新一次道路状况。
　　深圳市规划局有关负责人介绍称，投入使用后，市民可通过计算机接入Internet或者触摸屏终端设备访问深圳市城市交通信息专业门户网站www.sutpc.com，随时掌握深圳市的道路交通状况，并根据自己的需要作出出行选择。此外，还可以通过安装在主要道路和机场、车站、码头、口岸、海关、停车场、宾馆酒店、政府部门等公用场所的大屏幕，以及通过手机或者无线网络，获取城市动态交通信息，查询最优出行路径。

参考文献
(1) 裴玉龙，道路交通系统仿真，北京，人民交通出版社，2004年9月(1)。

1. 庞明宝等,系统工程与交通,天津,天津人民出版社,2004年2月(1).
2. 刘运通等，交通系统仿真技术，北京, 人民交通出版社，2004年9月(1)。

(4) 吴娇蓉，交通系统仿真及应用,上海,同济大学出版社,2004年8月(1).
(5)中国网，中国深圳启用交通仿真系统缓解拥堵，2006-7-28.

作者简介：苑国良，男，助理工程师，大学本科，单位：保定市交通局征稽处。
通讯地址：河北省保定市南市区五尧乡北沟头村 邮编：071000
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