1.项目概况

面向虚拟城市的微观交通流仿真实验平台是以国家自然科学基金“基于混杂Petri 网的城市路网交通拥堵波及效应研究”为基础，将科研成果转化为虚拟仿真教学资源。微观交通流仿真包含了车辆驾驶行为的仿真、交通信号控制仿真、非机动车驾驶行为仿真等内容，因此该实验平台涉及到交通场景设计、交通信号灯设计和交通事件设计等实验。

2.系统功能

在该实验平台上，提供了三维虚拟城市中的微观交通仿真，即数量众多的车辆在交通信号的控制下根据行车安全和各自的行驶路径不断演化的过程。利用菜单系统和多点触控桌面可以进行车辆、障碍物的分布设计，从而判断不同的车辆分布对交通流量的影响，通过障碍物的设计完成交通事件的设计，也可以通过人为指定一些车辆的事故来生成一些事件，以观察交通流量的变化情况。通过此类设计型实验可以建立交通信号-交通流量之间的数量关系，建立车辆-事故-交通流量之间的直观认识。另外三维城市场景非常方便切换，车辆规模数目可以随时调整，本平台可以模拟不同城市不同车辆保有量下的复杂交通状况。

可以开展的具体实验包括：同一个城市场景里，分布不同数量的车，查看各条道路交通流量的变化情况；切换不同的城市，重复以上实验；在交通仿真过程中，指定某些车发生故障停下，查看其对后面车辆和道路交通流量的影响情况；在交通仿真过程中，在道路上放置障碍物，查看其对后面车辆和道路交通流量的影响情况；调整某个路口的交通信号灯的时间周期，查看其对后面车辆和道路交通流量的影响情况；调整某个路口的交通信号灯的相位变化，查看其对后面车辆和道路交通流量的影响情况；设计单个路口、多个路口以及整个城市路网，查看其对道路交通流量的影响情况。图1和图2为在平台上开展的多点触控的交互交通场景设计实验和城市微观交通仿真实验。

图1 多点触控的交互交通场景设计实验

图2 城市微观交通仿真实验

3.效果与特色

面向虚拟城市的微观交通流仿真实验平台，以虚拟实验的形式帮助学生理解对于真实的交通流量来说有哪些主要影响因素，这些影响因素分别扮演了什么样的角色。虚拟的交通流仿真实验非常方便开展，而且可以实时评估设计方案的效果，并通过大型显示设备高度真实感的显示技术呈现出来。