一、微观交通仿真简介
微观交通仿真已经成为现代交通研究的一个重要方法，也是工程实践方案验证的有效工具。微观仿真的起源可以认为是跟驰模型，即通过描述个体车辆在车队中的加减速行为引起的交通流状态变化，主流文献认为最早研究车辆跟驰模型的是Reuschel（1950）和Pipes（1953），此后几十年发展出了各式各样的跟驰模型。
微观交通仿真技术离不开计算机技术的发展，1954年左右就有研究人员开始尝试用计算机进行交通模拟，包括英国道路研究实验室、加州大学洛杉矶分校、密歇根大学等研究团队。现代微观交通仿真软件真正开始商业化发展，应该是1990年左右开始，此后，微观仿真软件可以说是百花齐放，比如VISSIM（1993）、PARAMICS（1993）、AIMSUN（1997）等。此外，开源软件SUMO也差不多起源于2000年。
二、微观交通仿真能做什么？
从应用场景看，微观交通仿真的研究类型大致可以分为以下6类：敏感性分析、方案对比评估、反馈决策预测、安全分析、环境研究、智能网联场景应用。这也是微观交通仿真想要解决的几类问题，实际上，这些问题往往并不互斥，且很可能高度重合。以下是对6类问题的简要阐述：
敏感性分析也就是为了回答“what if”问题，分析当一个或多个输入参数在一定范围内变动时，这些变动如何影响一个特定模型的输出。
不便进行真实测试时，用微观交通仿真软件可以进行相应的方案对比评估，可以覆盖交通管理和交通工程相关的大多数问题。
可以通过微观交通仿真对发生交通事件或拥堵时的驾驶行为进行预测评估，辅助可变限速、信息发布、路径诱导以及应急疏散等策略的实施。
将全量的车辆轨迹作为输入，通过估计相应的碰撞可能性和严重程度参数，分析多个移动对象之间的临近冲突进行代理安全研究。
利用微观交通仿真进行环境研究则是将排放作为车辆的各类速度和加速度模式等参数的函数，比如MOVES、COPERT、IVE、MOBILE等模型。
在自动驾驶方面，微观仿真可以帮助评估不同自动驾驶策略（如跟车、变道、避障等）对交通流的影响。对于车联网技术，仿真能够模拟车辆与交通基础设施、其他车辆的通信，分析其对交通拥堵、排放和能耗的潜在优化作用，还可以结合通讯模拟软件进行通讯机制和网络协议的研究。
该部分内容详细介绍可以查看本号往期热文【交通仿真，不只是画画路网跑个动画！】
三、开发一款微观交通仿真软件有多难？
开发微观交通仿真软件具有较大的挑战性，不只是写代码这么简答，需要相关人员有多学科知识储备，并进行合理分工和合作，以对现实世界的交通运行规律进行比较精准的抽象化建模，以及进行后期的数据采集和场景测试，最后才是进行软件架构设计、用户界面设计和具体的编码开发工作，需要较大的资金和时间投入。
从技术角度看，微观交通仿真软件包括构建不同交通参与者的行为模型、路径规划算法，提供直观的参数设置、模拟运行和结果可视化，确保软件大规模城市级别路网的高效运行，提供用户自定义的接口功能，以实现特殊需求的扩展开发如（VISSIM的COM、SUMO的TraCI）。不仅要求仿真软件要能够模拟特定的交通场景，还要能够泛化到不同的交通环境和条件下，这要求模型具有很好的适应性和灵活性。交通环境和交通规则会随着国家地区和相关政策法规变化，仿真软件需要不断地进行维护和更新以适应这些变化。
四、技术自主可控有多重要？
谈到技术自主可控就必须说到“信创”一词，信创的提出时间可以追溯到2016年，由24家专业从事软硬件关键技术研究及应用的国内单位共同发起成立了“信息技术应用创新工作委员会”。
信创，即信息技术应用创新产业，是中国为保障国家信息安全、推动数字化转型而提出的重要战略。它涵盖了基础硬件、基础软件、应用软件、信息安全等多个方面，旨在实现信息技术的自主可控。
2018年美国发布了限制多项技术出口限制，建模和仿真就在其中之列。要完全实现微观交通仿真核心技术自主可控也绝非易事，需要更多的专业人员投入到相应的模型、技术和软件的研发中。
“城市交通信号优化与仿真技术”讲座
https://www.chd.edu.cn/info/1195/256887.htm
笔者从某讲座新闻得知一款名为联坤仿真（LiikeSim）的国产微观交通仿真软件。对此颇有兴趣，随后联系到相关研发人员，他们介绍了软件的特色功能，还给了试用版。先不论软件如何，看到有团队义无反顾地投入微观交通仿真软件的研发，就令人敬佩。下面把笔者了解的情况给朋友们简单介绍一下。
五、联坤仿真软件（LiikeSim）
5.1 研发初衷
和研发团队交流时，笔者问了两个问题，团队负责人进行了相应的回答。
我们都知道研发一款微观交通仿真软件面临着巨大的挑战，那么为什么还要坚持投入研发呢？
交通仿真软件对于智能交通的研究和应用非常重要。国外的软件发展比我们早也比较成熟，但也比较贵，要么有的不太适用国内很多场景，提供的接口功能有限。我们团队也是响应信创，积极投身自主可控的仿真技术研究。于是就想开发出一套易用的国产微观交通仿真软件，既能支持智能交通和自动驾驶领域的研究，也能应用于实际工程场景。
软件为什么叫LiikeSim？
Liike在芬兰语中是运动的意思，与仿真的主题非常契合，即车辆或行人的运动规律研究。另外，还因为英语的各种缩写几乎都被占用了，Liike的发音也像like，希望大家能够喜欢(Like)我们这款仿真软件。
5.2 功能介绍
1、路网快速建模
除了快速操作还内置了路口模板，可以一键生成模板路网，如下图所示，单个路口和多路口都支持。
2、大规模路网
支持城市级路大规模仿真路网，普通的笔记本就能高效运行，支持60倍加速计算。另外，相比动则上GB大小的软件而言，这款软件不足200M。
3、行人仿真
LiikeSim也支持行人交通仿真。
来仔细看下面的动图，右转车辆礼让行人刻画也很准确。
4、事故再现
在以往其他微观仿真软件中，跟驰换道等模型本身就是有安全速度边界约束的，所谓accident free即不会发生事故，这大大限制了基于仿真的交通安全研究。LiikeSim软件却可以实现车辆碰撞，而不是简单的车辆重叠。
5、强化学习接口
LiikeSim软件提供的API接口不仅支持对仿真对象（如车辆、信号灯等）的控制，还允许用户检索和修改仿真对象的属性值，无需深入了解软件的内部工作机制，就可以通过接口控制与访问仿真对象，实现所需的仿真场景。以下是一个简单的匝道合流控制强化学习场景的训练过程，可以看到每轮的迭代情况和差异，这对于学习强化学习和实操代码能力的提升非常有帮助。
6.自动驾驶联合仿真
可以通过接口实现与Carla仿真软件的联合仿真，以下是实现两辆车对撞的场景，画面如此真实，也从另一方面讲，LiikeSim可以实现对向超车、逆向行驶、碰撞模拟等场景，值得点赞。
7.仿真准确性
研究团队在南京中山门大街沿线8个交叉口路段进行双向绿波优化，实际效果良好的同时（见具体说明【案例实测效果报导】），还使用LiikeSim和SUMO软件分别对该场景进行了对比，由下可见两个软件的模拟结果十分相近，准确性来讲应该是有保障的。
8、更多功能
笔者了解的功能和场景还有限，总体感受非常不错，也希望他们能够越做越好，实现更多的功能。关于LiikeSim软件的更多介绍，可以访问官方网站，有很多案例和介绍。
9、免费提供社区版
官网提供了免费的社区版，大家可以去下载试用学习。还有强化学习相关的代码和完整案例供学习和教学，研发人员透露，后续还会不断增加强化学习案例库，提供丰富的学习场景。
http://www.liikesim.com/
更多问题可以联系在线客服，扫码可加用户群（二维码过期联系客服）。
六、结语
近年来，微观交通仿真的受重视程度逐步提高，这跟行业微观交通仿真整体水平的提升和相关示范项目的成功有关，随着数字孪生、虚拟现实、元宇宙等概念的提出和应用，微观交通仿真的应用得到了进一步加强。
除了传统意义上的微观交通仿真应用场景，自动驾驶的一个重要环节是通过虚拟仿真技术加速相应算法和应用场景的测试，微观交通仿真能够为其提供丰富的背景交通流，受到相关厂商的关注和应用，也扩展了应用场景。国外仿真软件本身也不能完全适应我国的复杂度交通场景，坚持研发投入做好国产微观仿真软件不仅是解决“卡脖子”问题，也是行业发展的需要。
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