导语
☞交通供需失衡引发城市交通拥堵。
进入新世纪以后，我国交通发生两大变化：城际交通越来越快，城市交通越来越堵。而造成城市交通拥堵的根本原因就是快速城镇化引发的交通供需失衡。
▲图：我国城市交通供需关系图（红线：交通需求；蓝线：交通供给）。
一方面，居民平均出行距离增加，城市交通结构向机动化转型，交通需求大幅增长；另一方面，我国城市交通供给却严重滞后，交通系统供需缺口扩大，引发交通拥堵、出行困难、能源过度消耗、空气污染等问题。业内普遍认为建立公交主导型城市交通系统供需平衡是缓解交通问题的基本策略，并需要持续提升城市交通供给的有效性、交通需求的合理性与交通系统的可靠性。
☞城市交通转型升级过程存在技术瓶颈。
从十三五开始，我国城市综合交通系统建设的重点开始从能力建设（道路交通设施建设）向效能提升（高效组织与智能管控）转变，积极落实国家“互联网+交通”战略，打造“智慧城市”。
目前我国虽然有两千多个城市正在建设智能交通系统（ITS），采集了海量数据、打造了多个系统平台，可交通解决方案仍然是基于传统的交通分析模型（条件假设、理论推导、实验验证、工程应用），数据与方案之间严重脱节，无法真正对交通进行管理控制与优化，由此形成了城市交通转型升级过程中的最大技术瓶颈。
☞建设虚拟交通系统，有助于城市交通规划、建设方案的制定和评估。
为了有效解决上述问题，需要重构城市交通理论体系，开发城市交通系统软件，搭建城市交通虚拟平台。因此，我们有必要建设一套城市虚拟交通系统，通过该系统实现数据、方法、软件、平台的统一与共享，促进城市综合交通系统供需平衡，推动城市综合交通体系的系统协同，提高交通系统通行效率，实现交通引导城市开发，提升城市整治功能，适应当前城市发展环境，进而帮助政府相关部门正确预判、制定与评估城市交通的规划、建设、管理方案，真正破解ITS建设技术瓶颈、缓解城市交通问题。
城市交通系统是由几百万人、几十万车在超级大型交通网络上的出行行为组成的复杂系统，对现实城市交通系统进行改造，需要使用虚拟交通系统进行分析。城市虚拟交通系统主要由四大部分组成：交通数据、分析模型、平台软件、设计与评估。
▲图：城市虚拟交通系统的系统框架。
☞交通数据：城市虚拟交通系统的基础。
城市虚拟交通系统的建立，需要有基础的数据库，其中包括社会经济数据、居民出行特征数据和综合交通网络数据（见下图）。没有一个行业部门或单位能同时具有这三大类大数据，因此需要建立跨部门的第三方共享数据平台。
▲图：交通基础数据类型。
☞分析模型：虚拟交通系统的核心。
有了基础数据，就需要建立分析模型，以便对各种交通条件下的数据进行分析，这是虚拟交通系统的核心。
▲图：交通基础数据模型框架。
☞平台软件：运行模型、分析数据的平台。
有了数据和模型，下一步就是把交通设计方案形成虚拟交通系统，进行评估规划与实施，这必须搭建一个大型平台软件作为依托。
▲图：仿真与测试平台原理。
☞设计与评估：分析数据、评估效果，为决策提供支持。
上述三个环节都完成后，就要正式开始进行设计与评估，即以交通引导城市开发、交通提升城市功能、交通适应城市发展为前提，充分利用平台软件的人机对话与交通分析功能，统一分析原先属于交管、规划、交通、发改委等多部门的数据资源，为相关部门做出正确决策提供必要支持。
▲图：方案设计与效果评估。
在当前城市交通快速发展与变革的情况下，交通管理工作方式应当及时从末端管控向前端延伸转变。唯有统一、共享行业资源，搭建符合本地实际情况的城市虚拟交通系统平台，科学、高效地解决各类交通问题，方能构建绿色、畅通、智能化的城市交通环境。
