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林勇:对国产交通仿真软件开发、实时交通预测的看法[转载]

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发表于 2012-9-11 11:52:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
难得一见的好贴!杨齐博士也是本人非常敬重的交通仿真界前辈和大牛!我的工作能进入到交通仿真和动态交通分析这一行,最初也是靠拜读Dr. Yang的博士论文才真正入门的。随后,认真阅读过MIT ITS Program数十篇相关的博硕士论文。以前常问rama, costas两位博士要他们最新的学术论文或者请教相关问题,也总是能够获得耐心的回复。非常感谢Ben-Akiva教授领导的课题组对待研究的开放精神!我想说说对国产交通仿真软件开发、实时交通预测的一点看法,也简单谈谈对我们开发的国产软件DynaCASTIM(已改名为"DynaCHINA")的一点想法。

据我所知,国内已有一些自己开发或者与国外合作开发的微观交通仿真软件,包括同济大学杨晓光教授课题组的TESS,北京邮电大学吴建平教授团队和科进英华公司的FLOWSIM,还有浙江大学开发的混合交通流微观仿真软件等;交通规划软件则有东南大学王炜教授团队的Transtar等。但这些软件并未成为国内市场上的主流,用得最多的仿真软件应该是Vissim、Paramics和Transmodeler等。国产软件和主流商业软件比较,其优势或者存在的价值应该是适应本地的交通流特性或者能够较好的为混合交通流建模。但在目前,能够较好的为混合交通建模的软件还未看到,行人和自行车的模拟与Vissim相比,看不出功能上有多大提升。随着国内城市交通设施的完善与规范,以及公众交通出行素质的提高,混合交通流特性在未来是否还有研究的必要也是应该考虑的事。个人看法,对交通中一些无序的行为,深入研究下去困难较大,有时“浅尝辄止”反而更有效,对几个模型参数重新标定一下或许就行了。有实力和研究积累的单位,微观交通仿真软件可以搞下去,其中在高校开展的相关研究和开发应该把培养交通仿真领域的人才作为主要目标,搞商业化软件恐怕不是高校擅长的,而应该交给公司去做。

对于实时交通预测,有两大流派:不依赖于交通模型的数据驱动法,包括统计学习、神经网络、小波网络、混沌序列等等;以及基于动态交通分配理论和实时交通仿真技术的系统,包括DynaMIT, DynaSmart等,另外,国内深圳、杭州已经或打算采用的城市交通信息融合软件Visum-online也可归属于此类中。我自己倾向于后者,此类系统至少在理论上能够自圆其说,有更多的研究和发展空间,但如何可靠的估计、预测动态OD矩阵,出行选择行为如何有效建模,以及系统实时计算性能等都是需要解决的问题,也都是难啃的“硬骨头”。对于中国的高速公路网,获取可靠的历史动态OD矩阵比较简单,因为出入口收费站均有详细的车辆进出主线的时间记录;尽管如此,根据我们对济青高速公路全程收费数据的分析,今天和昨天的动态OD矩阵的相对误差往往可以高达60%,因此同样需要有效的动态OD流量估计和预测方法。实时性问题尽管可以考虑并行计算,但是加速比同样是有限的,太多的区域分割将使得加速性能明显下降。

对于DynaCHINA,前期的研究和开发借鉴了DynaMIT,随后也参考了DynaSmart的一些做法,比如新的中观交通模型。另外,如杨博士所言,DynaCHINA中增加了信号参数优化的功能,大的思路类似于Transyt,主要为交通管理服务,采用了系统参数离线标定和基于SPSA算法的信号参数优化技术。我自己在美国短期工作过一段时间,跟DynaSmart课题组的核心成员Prof. Yi-Chang Chiu和Prof. Xuesong Zhou一起对DynaSmart-P进行了改进,在DynaCHINA的开发中也参考了DSP的一些处理方法。Chiu和Zhou的确是两位非常好的合作者,我们3个人可以快速有效的推进开发任务。国内感觉这方面的同行太少了,不过现在了解美国这两套DTA系统的同行可能逐渐多起来了。DynaCHINA的开发经费由山东科学院提供,不过也只有50万元。每年我们都申报国家和山东省的项目,不过几乎都是“剃光头”(除了去年拿到山东省自然科学基金项目“多精度中观交通仿真系统研究”,经费虽很少,但的确是精神鼓励),可能是学术水平有限,另外,从评审意见也可看到,有的评阅人对基于仿真的DTA系统的确不怎么了解。幸运的是,山东科学院的领导支持我做这件事,还给我饭吃。我属于那种喜欢躲在房子里,靠一台计算机、一条网线就可以做研究和写程序的人,当然这种工作也是我的兴趣所在。以前由于缺少现场数据和必要的测试平台,因此,阅读了不少美国同类系统的仿真和现场测试报告,吸取他们的经验,避免DynaCHINA 在开发过程中走弯路。近期,我们在向城市公安交通管理部门和高速公路信息中心推荐我们的工作,获得了一些现场数据和支持,通过不断测试改进并加强行业交流,逐渐使之可实际应用。对于是否将DynaCHINA发展为一套通用的商业软件,现在尚不明确。我的想法是希望将其作为一套历史与实时交通数据融合系统,用于为动态交通管理和实时交通信息服务提供支持,因此,其用户接口或者易用性并无商业软件那么高的要求。

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发表于 2012-9-11 19:00:07 | 显示全部楼层
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