現代城市有四大功能:居住、工作、游憩、交通，其中，居住、工作、游憩產生城市交通需求，而交通提供城市交通供給。同時，現代城市需要維護整個交通系統的供需平衡。由于城市交通是開放系統，因此交通系統非常復雜，它涉及到城市發展、居民生活以及管理體制等問題。

城市交通問題的形成機理與緩解策略

現代城市交通問題的成因主要是快速城鎮化引發的交通系統供需失衡。進入新世紀以來，快速城鎮化，使得大城市居民平均出行距離從2km增長至6km,引發城市交通結構的轉型，從而造成出行機動化。例如:北京機動車保有量從2000年的130萬輛增長至2017年的600萬輛，18年增長470萬輛，其中80%為私家車；南京市18年私家車增加了90倍，而交通供給僅增加兩到三倍。由此，造成了巨大的交通供給失衡，我們稱這個時期為階段轉型期。

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緩解交通問題的基本策略是以公交為主導，平衡城市交通系統供需。同時，理性引導居民出行方式優化交通結構,精準實施交通智能管控保障通行效率，協同重塑交通供給體系提升運輸能力。我國對城市交通問題的解決方案，由單純的道路建設向著多功能協同轉變。交通源頭的產生來自城市的土地利用，從交通建設到交通管理，很多單位涉及其中的工作。我們需要在源頭上通過交通和城市的發展建設交通需求，在過程中通過交通系統的協同建設提高供給，在末端通過智能化的交通來適應城市環境。

智能交通系統技術瓶頸

近幾年，幾乎所有大城市都在做“互聯網+交通”的智慧交通系統建設。我們雖然有非常多數據，但是這些數據只解決了交通狀態檢測的問題，我們可以精準的發現交通擁堵，但如何用這些數據優化交通系統并未實現。當前實施的規劃建設、規劃準則仍然基于上世紀七八十年代提出的傳統的交通分析模型，其中不包括現代大數據，因此造成了IT與TS之間的脫節，即缺少“互聯網+交通”中的“+” .缺少用大數據解決交通的關鍵技術。

當前的大數據應用我們關心的是對交通狀態的感知，采集，分析道路流量，是為了感知交通狀態；采集，分析OD矩陣，是為了認知交通需求。通過大數據的運用，感知交通狀態，便能精準地獲取交通擁堵地點。交通問題的來源可能是網絡問題、出行結構問題、政策問題也可能是行為問題，解決交通問題前需要精確定位問題癥因。

此外，當前的交通問題非常復雜，需要從源頭、過程中，和相關單位在一個統一的平臺上通過共同協作解決問題。為了構建這樣的體制，需要共享平臺，用統一數據、統一方法、統一軟件在該共享平臺上實現各個部門間的跨部門協作。我們定義這樣的平臺為整個虛擬交通系統的仿真平臺。

城市虛擬交通系統的功能設計與關鍵技術

● 城市虛擬交通系統的功能設計

在城市虛擬交通系統綜合仿真平臺，各個部門協同的交通改造方案，不是直接實施，而是在平臺上通過交通仿真對改造方案進行評估優化，是用于解決交通問題的。為了實現這一目的，需要建三個庫:基礎數據庫、分析模型庫、平臺軟件庫。

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● 基礎數據庫

城市交通系統數據庫非常復雜，涉及靜態、動態以及實時數據三類。靜態基礎大數據包括人口分布、就業崗位分布、土地利用數據等，也包括城市綜合交通網絡及綜合交通樞紐布局數據；動態出行大數據包括電子車牌、手機信令、交通刷卡數據等。一般來說，沒有一個行業部門或單位能同時具有這三大類大數據，需要建立跨部門的第三方數據共享平臺。在數據庫中，動態數據比靜態數據更為有效，更能真實反映居民的需求，便于政府決策。以前這些數據獲取非常困難，需要大量的人力物力解決，但現在數據的獲取變得非常簡單。現代的數據源非常豐富，國外的數據源我們在中國可以獲取，但是中國的很多數據源沒有開放，用國外統計獲取中國的數據，是獲取數據非常好的途徑。

● 分析模型庫

分析模型庫是整個交通仿真分析平臺的核心，也是我們給城市交通大腦賦予思維能力的來源。分析模型庫立足我國城市交通系統構成要素的基本特征，揭示新型城鎮化背景下的城市交通系統供需平衡機理，重構基于大數據的新一代城市交通模型體系，為應用大數據技術實現城市綜合交通系統的精明交通規劃、精致交通設計、精細交通組織和精準交通管控提供科學的理論基礎。它能實現規劃、城建、交通、交管、發改委等之間跨部門協同。

● 平臺軟件庫

城市綜合交通系統的主體往往是由幾百萬人、上百萬車在超級大型交通網絡上的出行行為組成的復雜系統，對交通系統的仿真測試必須依托于大型平臺軟件。中國交通領域常用的交通分析大型平臺軟件主要有:美國的TransCAD、加拿大的EMME、美國和英國的CUBE、德國的Visum。

交通分析平臺軟件庫的基本功能包括:城市土地、交通規劃、交通管理、交通政策等，通過分析平臺軟件對整個城市交通產生的影響包括對交通以及對生態環境的影響做全方位分析。

交通分析是軟件的核心功能，包括城市規劃和出行規劃。

人機交互是軟件的支撐功能，它把一個復雜的交通系統改造方案解析為節點、路段、路線、交通小區的單元組合體，按交互界面提示內容，完成對這些單元屬性的新建、修改、刪除，就能在幾分鐘內生成一個設計方案。方案的輸入只需不到一分鐘的時間，相對應對實際的效果評價，包括交通管理控制、道路建設、管理建設、人口分布等。接下來就可以進行可視化分析，從點線面幾個層面展示方案的所有效果。

圖形顯示是軟件的展示功能，能進行交通設計方案、交通運行狀態、不同方案對比的圖形分析。這一系統集成了交通網絡信息、交通管理信息、交通質量信息、公共交通分析、環境影響分析等在內的圖形化展示功能，提升了交通仿真成果的顯示度。

結語

在目前的交通背景下，靠單一的交通建設不能完全解決交通問題，需要用智能化的手段來解決。如何提升交通管理水平，我們認為需要一個交通分析平臺，使得決策有效。在這平臺中，首先數據庫需要大量的人工觀測，自動生成大數據;其次，需要帶思維關聯的模型，用于分析問題，從而為決策者提供快速的支持;此外，還需普及交通仿真技術，形成不同部間的協作關系。

這樣的交通系統能夠用統一數據、統方法、統一軟件在共享平臺上解決。誰建有城市虛擬交通系統測試平臺，誰就有話語權。