TransModeler是美國Caliper公司繼交通規(guī)劃軟件TransCAD之后推出的多功能交通仿真軟件包。TransModeler以Caliper公司專門為交通應用而開發(fā)的地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎，采用最新的交通行為仿真模型，提供當今城市交通規(guī)劃和仿真所需求的諸多功能。通過與當今美國最流行的交通需求預測軟件 TransCAD 的有機結合，TransModeler 可用于城市規(guī)劃中的交通影響的分析，對備選方案進行科學評估。它把復雜的交通仿真模型變得簡單實用，是開展出行行為分析和交通管理的對策研究不可或缺的有力工具。其主要功能總結如下：
l 交通基礎路網(wǎng)模型的建立：本軟件可以便捷的把GIS數(shù)據(jù)、交通規(guī)劃網(wǎng)絡和航拍照片等導入作為背景數(shù)據(jù)，經(jīng)過簡單的加工后即可生成基礎路網(wǎng)模型。所有基礎數(shù)據(jù)分不同圖層，以GIS地圖和仿真數(shù)據(jù)庫的形式進行管理；
l 車輛出行狀態(tài)仿真：可以仿真車輛的加速、減速、停車、讓行、換道、超車、并道等多種行駛狀態(tài)下的特性，這些特性由內(nèi)在的模型根據(jù)基礎路網(wǎng)模型和給定參數(shù)計算得出；
l 出行需求模型分析：可以方便的將TransCAD或其它交通規(guī)劃軟件得出的交通需求數(shù)據(jù)進行分配，以更加直觀和細致的檢驗出行需求模型的分配效果；
l 交通控制方案的仿真：真實和動態(tài)的展示停車、讓行、定時控制和感性控制等幾種信號控制策略對交通流所產(chǎn)生的影響；
l 交通管理設施的仿真：仿真包括車道使用信息板、路段封鎖標志、車道使用標志、人行橫道信號燈、隧道入口信號燈、匝道控制信號燈、減速閥、限速標志、停車標志、讓行標志等各類交通管理設施對交通運行狀況的影響；
l 公交系統(tǒng)仿真：根據(jù)車站的長度、上下車乘客人數(shù)和比例，以及線路發(fā)車頻率、車輛類型等分析公交車輛行駛受到的影響；設定公交專用車道，動態(tài)公交信號，分析公交優(yōu)先策略對路網(wǎng)的影響及效果；
l 收費站仿真：可以再現(xiàn)不同車輛類型、不同收費方式（包括手工、電子和混合三種）和不同的收費服務時間分布對車輛出行時間的影響；
l 事故和施工區(qū)仿真：包括路段封閉，施工，事故等對車流量和出行時間的影響；
l 行人仿真：模擬行人橫穿馬路對交通流的影響情況；
l 車輛行駛路線的追蹤：本軟件可以很方便的實現(xiàn)車輛的行駛路線的追蹤分析；
l 三維動態(tài)仿真功能：支持三維仿真，將其他三維分析軟件所開發(fā)的三維模型以VRML和3DS等格式導入進來；提供根據(jù)建筑物基地形狀和高程自動建立棱柱型三維模型，根據(jù)二維圖片和有關參數(shù)建立路標、交通標志、地物、樹木等三維VRML模型；設定漫游路線，自動顯示三維仿真動畫。
l 綜合仿真：可以針對同一個目標路網(wǎng)，對其不同組成部分或地段同時實現(xiàn)不同細節(jié)度的仿真，包括宏觀、中觀和微觀仿真；
l 停車仿真：本軟件可以對停車進行仿真，包括并排停車和路邊停車等；也可以模擬一些路段在車行道隨機臨時停車的現(xiàn)象。
TransModeler軟件提供強大而靈活的數(shù)據(jù)輸入和編輯功能，除了支持多種格式的遙感圖象以外，還提供一套與Google Earth并線協(xié)調(diào)和導入圖像的功能，方便生成交通仿真網(wǎng)絡的道路和設施等，將仿真功能的結果建立在真實地理數(shù)據(jù)的基礎之上，并以實時動態(tài)的方式顯現(xiàn)出來，其結果也可存儲為WMV等格式進行日后的演示。
軟件還提供一套GIS應用開發(fā)工具庫（GISDK），用于系統(tǒng)的二次開發(fā)，用戶可以據(jù)此來定制自己的界面和其他需要擴充的功能。
總體上說，TransModeler仿真軟件的特色主要體現(xiàn)在以下八個方面：
（1） 與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術的完美結合
TransModeler仿真軟件成功地將GIS技術與復雜的交通模型結合進來，大大增強了仿真模型的數(shù)據(jù)編輯功能，包括通過導入和轉換其他規(guī)劃模型或GIS數(shù)據(jù)來生成用于交通仿真的網(wǎng)絡，存儲和顯示動態(tài)交通信息（如路網(wǎng)上的車輛以及隨時間變化的網(wǎng)絡狀態(tài)和屬性），對道路網(wǎng)絡、公交線路和站點、交通檢測設備、路口信號控制和其他交通管理設施進行編輯等GIS操作。可以方便地根據(jù)模型內(nèi)置變量或用戶自己定制的字段，生成針對不同圖層不同屬性的專題圖，對指定屬性的對象進行搜索，對限定選擇集內(nèi)包含的對象進行批量數(shù)據(jù)加工和指定地圖顯示屬性。
另外，通過與GIS技術的結合，TransModeler可以迅速的實現(xiàn)許多復雜路網(wǎng)的搭建，使路網(wǎng)的編輯操作變得相對比較便捷。
（2） 不同解析度下的模型集成和綜合仿真
交通仿真模型按照其反映現(xiàn)實的細節(jié)程度分為宏觀、中觀和微觀三類，分別代表著概略、常規(guī)和精細的解析度。TransModeler將上述三種仿真模型成功進行集成，可以在同一路網(wǎng)中針對不同區(qū)域要求來同時運用。這樣用戶可以在模擬精度和計算速度，在評價指標的詳細程度和模擬對系統(tǒng)的整體影響之間酌情取舍，靈活地解決仿真項目的具體要求。
（3） 與TransCAD軟件中出行需求模型的集成
通過建立適合的數(shù)據(jù)調(diào)用模塊和接口標準，TransModeler可以與TransCAD宏觀交通規(guī)劃軟件中的出行需求模型集成，實現(xiàn)二者的無縫銜接和數(shù)據(jù)調(diào)用，方便了用戶在宏觀模型和微觀模型間的交互應用。
（4） 對交通需求的靈活描述
TransModeler除了可以像其它一些微觀仿真軟件一樣，用路口的轉向流量來定義交通需求量和隨機路徑選擇以外，更引入OD矩陣的設置功能，可以通過動態(tài)矩陣或車輛出行列表來描述網(wǎng)絡上或起迄點之間的交通量，并用路徑列表或路徑選擇模型來表示車流在路網(wǎng)上的分配。軟件包還提供一些應用程序接口函數(shù)，可以在指定地點根據(jù)用戶程序的動態(tài)輸入來生成仿真車輛、定義車輛的終點和走行路徑。這些特色方便了用戶對交通需求描述的靈活性，同時也便利了它與宏觀規(guī)劃模型的嵌套和數(shù)據(jù)調(diào)用，定制開發(fā)針對實時交通仿真的模型。
（5） 詳盡的參數(shù)設置
TransModeleer軟件提供了極其詳盡的參數(shù)設置功能，具體包括模型機制參數(shù)、車輛分類參數(shù)、車輛行駛特性參數(shù)、路徑選擇參數(shù)、駕駛員行為參數(shù)、道路等級參數(shù)、路段功能等級查詢表、人行橫道參數(shù)、常規(guī)模式和概略模式參數(shù)、通行能力和延誤參數(shù)等十個大類。詳盡的參數(shù)設置功能，在提升用戶對模型的細節(jié)度刻畫能力的同時，也改善了模型逼近現(xiàn)實的準確程度。
（6） 強大的仿真結果分析功能
TransModeler提供了豐富的數(shù)據(jù)指標可供選擇，輸出統(tǒng)計指標包括基本的性能指標（交通量、平均速度和密度）和更復雜的性能指標（交叉口延誤、排隊長度），并且可以生成報告、專題地圖、統(tǒng)計圖表等多種數(shù)據(jù)結果分析結果。通過把輸出文件、仿真運行的參數(shù)文件、以及仿真運行信息的二進制文件保存在單獨的運行子目錄中，可以方便用戶隨時進行調(diào)用和論證。程序提供將多次仿真結果進行匯總和計算統(tǒng)計參數(shù)的功能。
（7） 仿真網(wǎng)絡范圍的無約束性和極高的運行效率
TransModeler中的內(nèi)核模型是基于學界多年的研究成果（包括跟車、換道、駕駛行為等），經(jīng)過Caliper公司團隊近十年的潛心開發(fā)而完成，在良好的數(shù)據(jù)結構支持下，達到盡可能高的運行效率。軟件可以將車輛的仿真分布到多個線程進行并行處理，以充分利用硬件資源來提高模型運行速度。如果非用戶的硬件瓶頸，TransModeler將不受仿真網(wǎng)絡大小的局限。
（8） 開放的接口和強大的二次開發(fā)功能
TransModeler提供一套GIS應用開發(fā)工具庫（GISDK），用于系統(tǒng)的二次開發(fā)，尤其是提供地理分析功能。這套工具庫的函數(shù)庫中所包含的可調(diào)用函數(shù)的數(shù)量高達兩千余個，還含有完整的建立和管理菜單和對話框（包括：工具條和工具箱）、編譯和調(diào)試（Debugger）宏語言的工具。用戶可以使用任何的文本編輯器來編輯GISDK代碼的源文件。例如，用戶可以開發(fā)自己所需要的用戶界面，還可以開發(fā)增強桌面應用程序，以服務器的方式來調(diào)用TransModeler，在自己的應用程序中增加地圖和交通仿真功能。
l 交通基礎路網(wǎng)模型的建立：本軟件可以便捷的把GIS數(shù)據(jù)、交通規(guī)劃網(wǎng)絡和航拍照片等導入作為背景數(shù)據(jù)，經(jīng)過簡單的加工后即可生成基礎路網(wǎng)模型。所有基礎數(shù)據(jù)分不同圖層，以GIS地圖和仿真數(shù)據(jù)庫的形式進行管理；
l 車輛出行狀態(tài)仿真：可以仿真車輛的加速、減速、停車、讓行、換道、超車、并道等多種行駛狀態(tài)下的特性，這些特性由內(nèi)在的模型根據(jù)基礎路網(wǎng)模型和給定參數(shù)計算得出；
l 出行需求模型分析：可以方便的將TransCAD或其它交通規(guī)劃軟件得出的交通需求數(shù)據(jù)進行分配，以更加直觀和細致的檢驗出行需求模型的分配效果；
l 交通控制方案的仿真：真實和動態(tài)的展示停車、讓行、定時控制和感性控制等幾種信號控制策略對交通流所產(chǎn)生的影響；
l 交通管理設施的仿真：仿真包括車道使用信息板、路段封鎖標志、車道使用標志、人行橫道信號燈、隧道入口信號燈、匝道控制信號燈、減速閥、限速標志、停車標志、讓行標志等各類交通管理設施對交通運行狀況的影響；
l 公交系統(tǒng)仿真：根據(jù)車站的長度、上下車乘客人數(shù)和比例，以及線路發(fā)車頻率、車輛類型等分析公交車輛行駛受到的影響；設定公交專用車道，動態(tài)公交信號，分析公交優(yōu)先策略對路網(wǎng)的影響及效果；
l 收費站仿真：可以再現(xiàn)不同車輛類型、不同收費方式（包括手工、電子和混合三種）和不同的收費服務時間分布對車輛出行時間的影響；
l 事故和施工區(qū)仿真：包括路段封閉，施工，事故等對車流量和出行時間的影響；
l 行人仿真：模擬行人橫穿馬路對交通流的影響情況；
l 車輛行駛路線的追蹤：本軟件可以很方便的實現(xiàn)車輛的行駛路線的追蹤分析；
l 三維動態(tài)仿真功能：支持三維仿真，將其他三維分析軟件所開發(fā)的三維模型以VRML和3DS等格式導入進來；提供根據(jù)建筑物基地形狀和高程自動建立棱柱型三維模型，根據(jù)二維圖片和有關參數(shù)建立路標、交通標志、地物、樹木等三維VRML模型；設定漫游路線，自動顯示三維仿真動畫。
l 綜合仿真：可以針對同一個目標路網(wǎng)，對其不同組成部分或地段同時實現(xiàn)不同細節(jié)度的仿真，包括宏觀、中觀和微觀仿真；
l 停車仿真：本軟件可以對停車進行仿真，包括并排停車和路邊停車等；也可以模擬一些路段在車行道隨機臨時停車的現(xiàn)象。
TransModeler軟件提供強大而靈活的數(shù)據(jù)輸入和編輯功能，除了支持多種格式的遙感圖象以外，還提供一套與Google Earth并線協(xié)調(diào)和導入圖像的功能，方便生成交通仿真網(wǎng)絡的道路和設施等，將仿真功能的結果建立在真實地理數(shù)據(jù)的基礎之上，并以實時動態(tài)的方式顯現(xiàn)出來，其結果也可存儲為WMV等格式進行日后的演示。
軟件還提供一套GIS應用開發(fā)工具庫（GISDK），用于系統(tǒng)的二次開發(fā)，用戶可以據(jù)此來定制自己的界面和其他需要擴充的功能。
總體上說，TransModeler仿真軟件的特色主要體現(xiàn)在以下八個方面：
（1） 與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術的完美結合
TransModeler仿真軟件成功地將GIS技術與復雜的交通模型結合進來，大大增強了仿真模型的數(shù)據(jù)編輯功能，包括通過導入和轉換其他規(guī)劃模型或GIS數(shù)據(jù)來生成用于交通仿真的網(wǎng)絡，存儲和顯示動態(tài)交通信息（如路網(wǎng)上的車輛以及隨時間變化的網(wǎng)絡狀態(tài)和屬性），對道路網(wǎng)絡、公交線路和站點、交通檢測設備、路口信號控制和其他交通管理設施進行編輯等GIS操作。可以方便地根據(jù)模型內(nèi)置變量或用戶自己定制的字段，生成針對不同圖層不同屬性的專題圖，對指定屬性的對象進行搜索，對限定選擇集內(nèi)包含的對象進行批量數(shù)據(jù)加工和指定地圖顯示屬性。
另外，通過與GIS技術的結合，TransModeler可以迅速的實現(xiàn)許多復雜路網(wǎng)的搭建，使路網(wǎng)的編輯操作變得相對比較便捷。
（2） 不同解析度下的模型集成和綜合仿真
交通仿真模型按照其反映現(xiàn)實的細節(jié)程度分為宏觀、中觀和微觀三類，分別代表著概略、常規(guī)和精細的解析度。TransModeler將上述三種仿真模型成功進行集成，可以在同一路網(wǎng)中針對不同區(qū)域要求來同時運用。這樣用戶可以在模擬精度和計算速度，在評價指標的詳細程度和模擬對系統(tǒng)的整體影響之間酌情取舍，靈活地解決仿真項目的具體要求。
（3） 與TransCAD軟件中出行需求模型的集成
通過建立適合的數(shù)據(jù)調(diào)用模塊和接口標準，TransModeler可以與TransCAD宏觀交通規(guī)劃軟件中的出行需求模型集成，實現(xiàn)二者的無縫銜接和數(shù)據(jù)調(diào)用，方便了用戶在宏觀模型和微觀模型間的交互應用。
（4） 對交通需求的靈活描述
TransModeler除了可以像其它一些微觀仿真軟件一樣，用路口的轉向流量來定義交通需求量和隨機路徑選擇以外，更引入OD矩陣的設置功能，可以通過動態(tài)矩陣或車輛出行列表來描述網(wǎng)絡上或起迄點之間的交通量，并用路徑列表或路徑選擇模型來表示車流在路網(wǎng)上的分配。軟件包還提供一些應用程序接口函數(shù)，可以在指定地點根據(jù)用戶程序的動態(tài)輸入來生成仿真車輛、定義車輛的終點和走行路徑。這些特色方便了用戶對交通需求描述的靈活性，同時也便利了它與宏觀規(guī)劃模型的嵌套和數(shù)據(jù)調(diào)用，定制開發(fā)針對實時交通仿真的模型。
（5） 詳盡的參數(shù)設置
TransModeleer軟件提供了極其詳盡的參數(shù)設置功能，具體包括模型機制參數(shù)、車輛分類參數(shù)、車輛行駛特性參數(shù)、路徑選擇參數(shù)、駕駛員行為參數(shù)、道路等級參數(shù)、路段功能等級查詢表、人行橫道參數(shù)、常規(guī)模式和概略模式參數(shù)、通行能力和延誤參數(shù)等十個大類。詳盡的參數(shù)設置功能，在提升用戶對模型的細節(jié)度刻畫能力的同時，也改善了模型逼近現(xiàn)實的準確程度。
（6） 強大的仿真結果分析功能
TransModeler提供了豐富的數(shù)據(jù)指標可供選擇，輸出統(tǒng)計指標包括基本的性能指標（交通量、平均速度和密度）和更復雜的性能指標（交叉口延誤、排隊長度），并且可以生成報告、專題地圖、統(tǒng)計圖表等多種數(shù)據(jù)結果分析結果。通過把輸出文件、仿真運行的參數(shù)文件、以及仿真運行信息的二進制文件保存在單獨的運行子目錄中，可以方便用戶隨時進行調(diào)用和論證。程序提供將多次仿真結果進行匯總和計算統(tǒng)計參數(shù)的功能。
（7） 仿真網(wǎng)絡范圍的無約束性和極高的運行效率
TransModeler中的內(nèi)核模型是基于學界多年的研究成果（包括跟車、換道、駕駛行為等），經(jīng)過Caliper公司團隊近十年的潛心開發(fā)而完成，在良好的數(shù)據(jù)結構支持下，達到盡可能高的運行效率。軟件可以將車輛的仿真分布到多個線程進行并行處理，以充分利用硬件資源來提高模型運行速度。如果非用戶的硬件瓶頸，TransModeler將不受仿真網(wǎng)絡大小的局限。
（8） 開放的接口和強大的二次開發(fā)功能
TransModeler提供一套GIS應用開發(fā)工具庫（GISDK），用于系統(tǒng)的二次開發(fā)，尤其是提供地理分析功能。這套工具庫的函數(shù)庫中所包含的可調(diào)用函數(shù)的數(shù)量高達兩千余個，還含有完整的建立和管理菜單和對話框（包括：工具條和工具箱）、編譯和調(diào)試（Debugger）宏語言的工具。用戶可以使用任何的文本編輯器來編輯GISDK代碼的源文件。例如，用戶可以開發(fā)自己所需要的用戶界面，還可以開發(fā)增強桌面應用程序，以服務器的方式來調(diào)用TransModeler，在自己的應用程序中增加地圖和交通仿真功能。
