TransCAD和TransModeler软件的优势

 

1 交通规划软件TransCAD的优势

（1）具有强大的交通GIS功能

TransCAD 代表先进的交通GIS技术，可用来制作地图，建立和维护地理数据集，或进行各种不同方式的空间分析。TransCAD 包含各种复杂的GIS功能，包括多边形迭加，影响区分析，地理编码等等，并具有开放式的系统结构，支持局部网或广域网上的数据共享。

TransCAD的关系数据库引擎可以支持海量数据，它支持与地图要素和其他数据表之间的关系连接和复杂查询。它支持兼容 ODBC的数据库，不需要进行文件输入转换就可以使用数据源。TransCAD具有完整的GIS-T能力，其GIS功能是专门为交通网络和交通规划的应用而设计的，所有功能都在一套软件内集成。它整合了专门为交通预测系统设计的数百种GIS功能，为网络、矩阵、路线系等作了GIS功能的扩展。用户可以方便地指定关系数据库的结构，定义公式字段和记录子集，进行各种数据表查询和GIS操作。TransCAD是同类产品中对公交线路系统特别提供了切实可用的GIS支持的软件。有些软件公交车站需要放在路口，TransCAD则采用了GIS的动态分段技术，公交车站放在实际位置。

TransCAD的GIS系统是一个开放的系统，它可以使用包括ESRI 、Intergraph和MapInfo 的各类GIS 数据。TransCAD 可以直接把ESRI Shape 文件 MapInfo 文件作为图层在地图中显示。

 

（2）提供了完整的交通需求预测方法，各种功能完备先进

和市场上的其他产品相比较，TransCAD提供了最完整的交通需求模型。它不仅支持所有的最常用的模型方法，还结合了大量前沿研究人员提供的最新方法。用户几乎都不用自己编程，用TransCAD中预设的程序和方法便可方便地实现。TransCAD具有从出行发生吸引到路网交通分配的全套程序。它还包括参数估计程序、多元回归，多元Logit、分层Logit，公交和车辆OD反推，各种形式的交通分布模型及三维平衡，出行矩阵处理方法等交通分析和规划中常用的数学方法。目前市场上的交通建模软件当中，TransCAD是唯一一个提供离散模型参数标定和应用的完整模块软件。此外，货运模型也是包含在同一个软件里面。美国交通部的联邦高速公路管理局（FHWA）就用TransCAD 进行货流分析和网络规划。

TransCAD还提供了各类数据操作，各种输出分析和显示功能，以及丰富而实用的编程手段。分析模块应反映领域内最高技术发展水平，允许更多的输入选项设定，输出处理充分利用包括多媒体和三维等在内的最新显示技术。

 

（3）与其他主流软件的数据兼容性较好，模型和算法水平先进

目前国内外许多交通规划部门，都同时使用几种交通规划和GIS软件，以便在各种操作中各取所长。规划中所用的数据，往往来自不同的部门，会遇到文件格式和地图坐标不同的情况。TransCAD能方便地导入和导出其他软件的数据格式。TransCAD可输出很多的通用数据格式，因为能最方便地用表、图形和地图对数据可视化，使用模型不再是黑箱操作。

TransCAD还可以模仿TRANPLAN、TP+、MINUTP、QRS、TMODEL和EMME等软件的模型主要算法。TransCAD的高速公路分配模型考虑收费和随机用户平衡，而且定点收费（固定费用）和线路收费（费用与OD有关）方式都可以使用。TransCAD为公交系统规划提供更好的方法，其中一个原因是它包含一个很好的公交路径选择模型。这种方法除了用乘车费用来决定最优路径外，还可在交通分配中考虑拥挤、容量限制、快车和慢车、公交和轨道多模式公交分配等。

TransCAD在计算速度，稳定性和收敛精度等都具有明显优势，尤其是针对大型交通网络。例如交通分配的OUE算法，目前算法速度尚未有其他软件能够超越。除了具有快速的算法，TransCAD还具备单机多线程计算，多机分布式运算功能。

 

（4）采用高效的文件压缩技术，网络规模无技术性的或人为的限制

TransCAD不人为地限制出行小区数量、矩阵大小和网络规模，一个模型中交通小区和路网可以方便地任意扩展。它具有非常高效的文件压缩技术，Shape文件存这个网络要有425MB的空间，TransCAD的CDF文件格式对同样的数据只要125MB的空间。全美国大小街道和高速公路的数据，包括街道门牌号码范围，一张CD光碟就存下了。TransCAD的CDF文件还可为特殊需求的客户提供加密功能，以设定特定序列号的软件（如本单位软件）才能打开相应的GIS数据。TransCAD还使用了高效的矩阵压缩技术和矩阵读取高速缓冲技术，使用矩阵没有内存使用限制。对矩阵的操作，既可编程进行，也可以用界面提供的菜单和对话框来交互式进行。TransCAD是现有交通规划软件中唯一一个能在屏幕上对很大的矩阵的值进行编辑的软件。有些软件产品中，矩阵可以在软件窗口中查看，但不能修改。

 

（5）具有高效的交通网络编辑工具和其他功能

TransCAD 自带一套为提高网络以及它们的属性数据的精度和质量而专门设计的编辑器和辅助工具。TransCAD 支持在屏幕上交互式的编辑，具有一系列方便的辅助工具，例如：分割中心线（加隔离带），以影像地图，GIS图层为背景，对已有交通规划网络精确定位, 改善其精度（Conflation Tool），快速方便地创建各种常见的立交桥，网络拓扑检验功能等。可以多人同时在网络上共同编辑同一个GIS数据库。

TransCAD的数据库是针对道路路网的拓扑关系专门设计的，且经过了数十年的实践检验。它与其他基于Shape型文件的GIS软件（如ArcView，SuperMap 和MapInfo 等）和图型编辑软件（如AutoCAD）有明显的不同，这类软件是以制图而为目的，而TransCAD不仅是要制图（即要素需要尽可能准确的地理位置），更重要的是要有建模（即需要关心要素之间的拓扑关系）。TransCAD在编辑网络的地理位置时，一直同时维护路段和路口的拓扑关系，公交线路和站点对路段的依赖关系。TransCAD 还提供一些对网络连通性进行校验的诊断工具，帮助你检查网络的编辑中的错误。TransCAD能够准确地表示实际的网络，而其他有些软件甚至不容许在一对节点之间有平行的多条路段。

（6）具有良好的用户界面，使用便捷，简单易学

所有的TransCAD功能模块都可通过菜单、自动录制代码或者编写程序来实现。在TransCAD中可以以菜单方式使用规划模型的步骤以程序的形式自动存储下来，以后数据修改后重复利用，或在此基础上编程修改以便随后进行批处理或完成更为复杂的任务。TransCAD和Cube是目前仅有的两个具有模型流程图的交通规划软件。模型流程图清晰地表达了模型的计算步骤，每个步骤的输入输出数据和计算参数，让用户一目了然。模型流程图还可以根据不同的规划、政策、管理和建设方案，方便地设置不同计算流程，达到决策分析的需要。良好的用户界面和模型流程图，可以让非模型专业人员也可以方便地使用模型，进一步做好交通规划工作。

 

（7）功能齐全的GISDK编程语言及二次开发功能

TransCAD提供的GISDK编程语言和Basic语言十分相近，它简单易学，功能强大。这是一套包含建模程序、支持数据处理和维护、支持 GIS和地图功能的编程语言。GISDK的编程语言还包括构建专门用户界面能力，用户可以用它来设计修改模型组件，编译定制各种特殊的用户界面，或对程序本身的用户界面进行扩展。GISDK的编程语言还有一个纠错器，帮助用户编写和调制程序。软件提供了一系列函数，供用户编写自己的程序，从TransCAD获取和管理数据，以及二次开发应用程序。规划技术人员常常用TransCAD的GISDK编程功能为他们的模型建立个性化的用户界面和管理他们模型的执行，使规划方案和项目的评估规范化、程式化。使用这样的用户界面，一个城市的模型的开发工作和基础数据的建立由专业技术人员完成，但该模型在规划和预测中的应用和项目评估工作，可以由更多的人员进行。相比之下，别的规划软件中还没有看到对用户界面有编程语言的支持，但编程只能是针对模型组件的使用顺序和参数给予定义而已，用户不能扩展和修改其用户界面本身。

 TransCAD软件具有一套完整的编程接口，它还包括微软的.NET（VC,VB,C#,JAVA等）和COM编程接口，Python编程，R接口等，在此不再赘述。

 

2 交通仿真软件TransModeler的优势

 

（1）与地理信息系统（GIS）技术的结合

TransModeler仿真软件成功的将GIS技术结合进来，进一步增强仿真模型的数据编辑功能，包括通过导入和转换其他规划模型或GIS 数据来生成用于交通仿真的网络，存储和显示动态交通信息（如路网上的车辆以及随时间变化的网络状态和属性），对道路网络、公交线路和站点、交通检测设备、路口信号控制和其他交通管理设施进行编辑等GIS操作。另外，通过与GIS技术的结合，TransModeler可以迅速的实现复杂路网的搭建，并且便捷的对路网进行编辑操作。

 

（2）与TransCAD软件出行需求模型的集成

通过建立适合的数据调用模块和接口标准，TransModeler成功地实现了与TransCAD宏观规划软件中的出行需求模型的集成，实现二者的无缝衔接和数据调用，方便了用户在宏观模型和微观模型间的交互应用。

 

（3）不同解析度下的模型集成和综合仿真

交通仿真模型按照其反映现实的细节程度分为宏观、中观和微观三类，分别代表着概略、常规和精细的解析度。TransModeler将上述三种仿真模型成功进行集成，可以在同一路网中针对不同区域要求来同时运用。这样用户可以在模拟精度和计算速度，在评价指标的详细程度和模拟对系统的整体影响之间酌情取舍，灵活地解决仿真项目的具体要求。

 

（4）对交通需求的灵活描述

TransModeler除了可以像其它微观仿真软件一样，用路口的转向流量来定义交通需求量和随机路径选择以外，更引入OD矩阵的设置功能，可以通过动态矩阵或车辆出行列表来描述网络上或起迄点之间的交通量，并用路径列表或路径选择模型来表示车流在路网上的分配。这一特色方便了用户对交通需求描述的灵活性，同时也便利了它与宏观规划模型的嵌套和数据调用。

 

（5）详尽的参数设置

TransModeleer软件提供了详尽的参数设置功能，具体包括以下模型机制参数、车辆分类参数、车辆行驶特性参数、路径选择参数、驾驶员行为参数、道路等级参数、功能等级查询表、人行横道参数、常规模式和概略模式参数、通行能力和延误参数等十个大类。详尽的参数设置功能，在提升用户对模型的细节度刻画能力的同时，也改善了模型逼近现实的准确程度。

 

（6）强大的仿真结果分析功能

TransModeler提供了丰富的数据指标可供选择，输出统计指标包括基本的性能指标（交通量、平均速度和密度）和更复杂的性能指标（交叉口延误、排队长度），并且可以生成报告、专题地图、统计图表等多种数据结果分析结果。通过把输出文件、仿真运行的参数文件、以及仿真运行信息的二进制文件保存在一个单独的运行子目录中，可以方便用户随时进行调用和论证。

 

（7）仿真网络范围的无约束性和极高的运行效率

TransModeler中的内核模型是基于美国麻省理工学院（MIT）多年的研究成果（包括跟车、换道、驾驶行为等），经过二十多年的潜心开发而完成，在良好的数据结构支持下，具有极高的运行效率，并且软件可以将车辆的仿真分布到多个线程进行并行处理，以充分利用硬件资源，通过支持多线程来发挥多个CPU的性能。如果非用户的硬件瓶颈，TransModeler将不受仿真网络大小的局限。

例如，在应用TransModeler建立美国俄亥俄州首府哥伦布市的微观仿真系统时，仿真的区域达到1513平方公里。

 

（8）和智能交通新技术的结合

TransModeler提供了包括无人驾驶、车联网等车车通讯、车路通讯等新技术的模拟功能。也包括检测器通信、匝道控制、交通事件管理、可变信息标示、公交优先、动态路线导航、天气影响模型等等。

 

（9）开放的接口和强大的二次开发功能

TransModeler提供一套GIS应用开发工具库（GISDK），用于系统的二次开发，尤其是提供地理分析功能，同时也支持.NET开发（如基于C#的API接口）。这套工具库的函数库中所包含的Caliper Script可调用函数的数量高达1000多个，还含有完整的建立和管理菜单和对话框（包括：工具条和工具箱）、编写宏语言的程序。用户可以使用任何的文本编辑器来编辑Caliper Script代码所编写的源文件。用户可以开发自己所需要的用户界面，诸如菜单、工具条、对话框等，突出用户为特定需求所需要的功能，用以扩展或取代标准的TransModeler界面；开发增强桌面应用程序用来在服务器上调用TransModeler，在自己的应用程序中增加地图功能。

 

 

3 Caliper公司简介

Caliper公司是在1983年由Howard Slavin博士等人创建的GIS和交通软件咨询公司，总部设在美国马萨诸塞州牛顿市，迄今已有近40年的交通软件开发和规划咨询经验。Caliper公司致力于将先进的地理信息系统技术和科学的交通规划和管理方法相结合，为交通规划和交通工程技术人员提供决策支持工具、高质量的咨询服务业务和有关数据产品。公司员工来自世界各地，多数具有博士或硕士学位，都是对交通和GIS研究有特别爱好的交通规划专家和软件开发工程师。公司主要的业务有三块：一是软件和数据产品的开发和销售；二是软件的售后服务；三是交通规划和GIS项目咨询。公司的主要软件产品包括交通规划软件TransCAD、交通仿真软件TransModeler和地理信息系统软件Maptitude。其中TransCAD将地理信息系统和交通需求预测模型和方法有机结合，是目前世界上流行的交通规划和需求预测软件。TransCAD在80多个国家有10000余用户，在美国25个州是标准的或占主导地位的交通规划软件，被超过175个美国大都市规划组织（MPO）所使用。TransModeler是基于GIS和先进交通行为模型的新一代的交通仿真软件。Maptitude是一款功能强大的GIS软件（价格方面优势也很明显）。2010年全国人口普查中，Maptitude被美国人口普查局（Census Bureau）采纳为地理数据管理软件，其联邦和地方办公室将用近4万套Maptitude来进行街道地址、社区、学校分区（School District）、人口普查区（Census Track），选区（Redistricting）和人口与社会经济统计区的界定、数据的录入和管理。

 

 

 

 

 

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