tesstwo深度优化_十年磨一剑：自主可控国产微观交通仿真软件TESS NG研发之路

编者按：到目前为止，国内微观交通仿真单位用户已超1000家，主要应用的软件包括德国的VISSIM、SUMO，西班牙的AIMSUN, 美国的TransModeler、SimTraffic,英国的Paramics等，可谓“八国联军”瓜分了中国交通仿真分析市场。为打破交通行业工程软件被国外垄断的局面，同济大学孙剑教授及其研发团队，针对中国混合交通流特征进行多项模型创新，研发了具有完全自主知识产权的微观交通仿真系统TESS NG。

一、概述

微观交通仿真是再现交通流运行规律，对交通系统进行管理、控制和优化的核心工具。利用交通仿真可以对真实世界中尚未得到实施的技术进行细致的分析，对已实施的技术提出优化建议，在不干扰现有交通系统运行的前提下对多种改进方案进行比较，引导更有效的系统实施。

从单点交叉口渠化控制，到干道组织方案、绿波控制、路 改善优化，以及枢纽、收费站等各类交通设施优化，均可利用微观交通仿真来进行方案的预评估、后评估以及优化。

在实现TESS NG核心功能的过程中，面向终端用户，软件在模型应用，操作使用，接口开发等方面，具有10大典型特色，如下表所示。

表1 TESS NG软件10大特色

2.4 TESS NG软件的定制化应用

通过定义可计算高精度路 、数字化管控系统、深度交通流模型嵌入等，TESS可满足不同行业、不同目标的高可信仿真需求。

TESS NG软件在进行工程化应用的过程中，面向科研单位、智能交通企业、互联 企业、汽车行业等不同用户个性化仿真需求，实现了4类个性化定制应用，包括宏微观一体化仿真，交通仿真与BIM数据融合的仿真环境构建、大规模多系统耦合的城市交通在线仿真、面向智能汽车的高可信度测试，如下图所示。

(1)宏微观一体化整合应用

面向城市交通的大规模路 仿真，宏微观一体化评价等需求，与东南大学TranStar宏观仿真软件深度融合，采用宏观路 路径分配技术，宏微观路 匹配技术，车道级微观路径重构技术，微观驾驶行为模型技术等，实现宏微观一体化整合应用。

(2)交通仿真与BIM数据融合的仿真环境构建

基于一体化设计平台整合BIM信息和交通仿真场景信息，有效实现BIM的静态交通信息与仿真的动态交通信息互联，从而快速进行高精度的3D微观仿真场景构建，为微观交通仿真的应用提供了全新的路径。同时有效的将BIM的3D场景及管理数据应用于交通工程项目的全生命周期。

(3)大规模多系统耦合的在线交通仿真

基于城市在线交通仿真大脑的应用需求，进行多源交通需求数据的实时接入，各类仿真检测数据信息与信 控制优化系统的互联。进一步实现信 控制系统与仿真系统的“软件在环”连接，进而反馈仿真系统各类优化方案，实现城市在线交通仿真大脑的核心应用。

(4)智能汽车高可信度虚拟测试

面向智能汽车的快速虚拟测试，整合汽车仿真软件VTD、Prescan等。为智能车辆提供真实的背景交通流环境，实现智能汽车可信测试。同时采用场景加速、工具加速、方法加速等测试方法，实现智能汽车的高可信度快速虚拟测试。

三、展望未来：TESS NG创新发展之策

作为一款互联 +时代的产品，除进一步面向中国本地用户，提**致的服务，完善软件各项设计功能外，我们拟进一步从建模理论和技术研发两方面持续进行创新性研发。

3.1 深度微观交通仿真核心模型研发

现有仿真模型建模出发点是以车道为单元，重点描述车辆在纵向上(一维)的运动及车道间的交互，侧重以通行效率(如行程时间等)为导向的评估，难以满足安全、行为交互等评估需求。

深度微观交通仿真模型将从现在的一维扩展到四维仿真。

首先，我们将改变传统以车道为单元，以纵向前方车辆为主的一维交通仿真思路，扩展为以平面 格为单元，横纵向紧耦合同步二维平面仿真，可使得系统仿真空间精度从0.1米提高到0.01米，实现复杂交通系统效率、安全、行为风险等多目标仿真评估需求。

进一步，我们将考虑“人的因素”在交通系统中的影响，构建通用驾驶人仿真模型，在精细化二维空间描述车辆的异质多主体交互行为；实现由于人的因素导致的随机性干扰事件(如突然变道、压线行驶、违法占道、违章过街等)的仿真能力(从二维到三维)。

最后，智能 联环境下，信息的影响将至关重要，第四维仿真模型将系统考虑信息因素，并将其纳入驾驶行为及交通流建模中。

我们相信，通过四维深度微观交通仿真模型创新，TESS NG的仿真精度将有显著的提高。

3.2仿真即服务：面向“新四化”的TESS NG技术创新策略

随着云计算，大数据，移动计算，物联 ，人工智能，虚拟现实技术等信息通信技术的发展。传统微观交通仿真的离线PC端应用模式，已经远无法满足现有城市交通实时化，精细化，便捷化的使用需求。

TESS NG将围绕仿真即服务(Simulation As A Service，SAAS)的理念，实现线上化、快捷化、协同化、实时化等“新四化”技术创新。

(1)线上化：从离线仿真到共享应用转变，发展仿真云计算和多终端应用，满足用户云端资源共享需求，轻量化的使用需求和路 高效计算需求；

(2)快捷化：在多源数据支撑下，智能化实现TESS NG仿真建模数据采集，路 绘制、参数标定、结果可视化等，提升仿真便捷度，实现从专业仿真到人人仿真。

(3)协同化：采用“时空一张图”全息可计算数据模型，其上包含精准的道路设计及渠化信息，流量路径信息，信 控制信息以及其它的管控信息等。在交通改善方案 “诊断—改善—评估—实施—后评估” 整个业务链条中均运用此数据模型，提升不同部门间的协同效率。

(4)实时化：将TESS NG交通仿真系统与动态检测数据以及智能交通系统进行实时对接(如信 控制系统、交通大脑等)，实现城市交通运行从问题发现到病因诊断，从态势检测到机理分析，从离线决策到在线优化的突破。

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