城市化与模拟建模：如何建设舒适的城市
目前，城市地区的人口正在以非常高的速度增长。城市化正在全球范围内兴起。人们通常因为工作和教育机会而从农村搬到更发达的城市。在发达经济体中，79.2% 的人口居住在城市。在发展中世界，这一数字较低，但仍超过一半（贸发会议）。
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使城市向上建设的新技术推动了城市人口增长。摩天大楼的发展允许更大的人口密度。未来，我们将看到当今城市的不断扩张。
城市化催生了一种新型城市，称为特大城市——这是一座拥有 1000 万或更多居民的城市。据联合国预测，到2030年将有43个特大城市。
制造业和 IT 领域的工作以及教育和娱乐机会的增加吸引了来自农村和城镇的人们。随着人口的增加，城市地区将继续扩大。这种进一步的增长将带来许多挑战，包括过度拥挤、住房问题、交通拥堵和环境质量下降。
因此，有必要关注建设未来的城市。这意味着为行人和车辆设计的更舒适和维护良好的区域。城市规划是建设发达城市的重要一步。它使人们更快乐地生活在这种建成的环境中。规划包括安全和负担得起的住房、更好的公共交通和公共绿地。
人流和停车问题
人行道设计对于使公寓楼附近的空间对居住在那里的人们感到舒适非常重要。此外，城市设计师必须考虑行人交通和汽车运动。这有助于避免从道路进入公寓楼物业时的交通拥堵。
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人行道
模拟建模允许您无风险地测试各种场景。在实施项目之前，可以通过使用人流并对其进行分析来实现。仿真可以对系统的真实数字表示进行实验。
在行人模拟模型中，您可以定义行人可以四处走动的区域。他们将寻找更快的方式到达目的地。它可用于设计公寓楼周围的人行道。
行人路径仿真模型
公寓楼附近缺乏停车位的问题也可以通过仿真来解决。在模型中，您可以测试停车区尺寸与车道和道路的几种组合。
此外，模拟软件通过对汽车运动进行建模，有助于避免公寓楼周围的交通拥堵。模拟模型提供了预测道路情况的机会。它考虑了当前的交通流量和道路网络。通过汽车运动优化，可以减少十字路口的交通拥堵。
人群管理
行人流量不仅需要在城市周边得到有效管理，在热门拥挤的地方也需要得到有效管理。例如，使用 AnyLogic 仿真软件分析了游客在巴黎埃菲尔铁塔的行为。该模型模拟了游客到达及其在开放空间中的行为。
埃菲尔铁塔人流仿真模型
模拟软件估计电梯前的队列。同时考虑电梯运行规则和容量。顶层的等候队伍和人群管理问题最大。模型实验有助于优化现有的游客行程。
公共交通：公交路线
每天，数以百万计的人在工作场所和家之间来回走动。结果，成千上万的车辆在街道上行驶。这会导致交通拥堵和拥堵。
这些车辆中的大多数都使用化石燃料。这些燃料会造成大量空气污染，降低空气质量。由于公共交通系统仍然不可靠，拥有汽车的人数每年都在增长。这就是它需要更新的原因。
城市正在努力让街道对自行车和行人更友好。维也纳、慕尼黑和哥本哈根已关闭整条街道禁止汽车通行。巴塞罗那和巴黎将更多的街道用于自行车交通。伦敦和斯德哥尔摩的司机必须为开车进城付费。这些措施使人们更有可能步行、骑自行车或使用公共交通工具。
总线集束
大城市的另一个问题是公交车拥挤。在现实世界中，交通拥堵、时间表差距、机械故障、过度拥挤和负载不均会造成不便并影响路线的其余部分。模拟建模使公共交通机构能够计算多项指标，例如违规措施、超长等待时间和乘客的舒适度。
总线聚束问题模拟
仿真模型允许基于输入数据进行实验，并评估多种想法和组合来解决这种总线束。它帮助公共交通有效地为客户服务。
公交车辆调度
在公共交通中，公共汽车集束是指一组两辆或多辆公共汽车同时在同一地点行驶。因此，公交车司机需要在同一路线上均匀地安排公交车辆调度。为防止公共交通公交车聚集，设计人员开发了包含以下组件的仿真模型：公交车站、公交车、乘客和行程。
称为“平衡”的解决方案显示出最好的结果。这是一种用于设计保持公共汽车之间距离的方法的方法。使用均衡策略，公共汽车将不再自由地跟随路线。他们将不断进行调整，放慢速度或停止，直到有足够的空间可用。
公交系统仿真
当采用“均衡”政策时，每辆公交车上的乘客数量更加均匀。而且。等待时间更可预测。这消除了过长的等待时间并减少了公共汽车的过度拥挤。为公交车司机实施一个类似 uber 的简单应用程序可以根据网络指标建议他们何时等待，从而执行“平衡”政策。
市政电动车
到 2025 年，欧盟 45% 的公共巴士应实现低排放或零排放。仿真建模用于规划德国的市政电动汽车 (EV) 车队运营。它可以预测大型电动汽车车队的任务并评估其日常运营。
用户可以选择车辆类型（柴油、BEV、FCEV），选择车队中每种类型的数量，并设置充电站中的充电站数量及其最大功率。
电动巴士运营模式
此外，在模型的地图视图中，用户有机会看到在街道上行驶的不同类型的公共汽车、它们的充电状态、能源类型、停靠点和充电站（车站）。用户还可以选择一个选项来考虑温度对车辆能耗的影响。
在 AnyLogic 模型的帮助下，仿真服务提供商深入了解了充电基础设施的潜在电力需求。他们还计算了每种类型所需车辆的数量。
共享单车
发达的自行车交通系统是城市规划的重要组成部分。它可以帮助减少交通拥堵和环境污染。共享单车系统在世界范围内变得越来越流行。
在墨西哥，建模有助于估计有多少人会在每个宏观区域使用该应用系统。此外，它还展示了他们在使用自行车共享系统时的行为方式。
该模型的实验使工程师能够分析不同需求场景的数量。他们确定了系统中最繁忙的车站，并定义了每个车站的自行车数量。
自行车运输系统模型
铁路客运
列车终点站管理的效率影响着乘客的控制和体验过程。为了优化巴黎航站楼的利用率，开发了一个仿真模型。这种优化可以减少乘客在控制点的等待时间。
该模型考虑了一些元素。它们是按类型分类的客流、可用控制点的数量及其流量、等待和控制的区域，最后是乘客可能的预先定位。使用模拟软件有助于处理增加的客流量。在提升旅客体验的同时，优化了航站楼的使用。
机场客流量
机场为其居民提供流动性。法兰克福机场流程需要优化以改进容量规划并减少等待时间。它可以提高客户满意度。开发人员创建了一个机场仿真模型来开发机场客流管理系统。
轨迹模型和社会力量模型为预测机场客流提供了所需的准确性。机场航站楼管理已成功使用机场仿真模型。结果，它使管理人员能够优化客流并避免问题。
模拟在建设舒适城市中的作用
随着世界城市地区的发展，强有力的城市规划对于管理高能耗、空气质量差和其他困难至关重要。
正如我们所见，仿真建模等优化技术在建设现代化便捷城市方面发挥着重要作用。该模拟有助于规划和改善行人流、停车场、包括电动汽车在内的公共汽车路线、自行车共享系统以及铁路和机场客运量。
AnyLogic 行人和道路交通库使用户能够规划、设计和模拟城市景观中的行人和交通流动态。
既然我们拥有数据并且知道如何通过城市规划改变当今的城市，我们就必须立即行动。这将使我们能够克服这一系列问题并使城市环境可持续发展。
