上海濟(jì)達(dá)交通科技有限公司是國(guó)產(chǎn)TESS NG微觀交通軟件研發(fā)商。2022年9月26日，上海濟(jì)達(dá)交通科技有限公司正式發(fā)布了TESS NG的V2.1 python二次開發(fā)接口版本。在支持 C 語言開發(fā)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步開放支持Python接口開發(fā)語言（推薦Python3.6版本）。并且統(tǒng)一了C 與Python二次開發(fā)的接口調(diào)用方式。

TESS NG的二次開發(fā)接口架構(gòu)清晰完善，用戶交互開發(fā)便捷，其通過用戶編寫代碼與TESS NG交互來實(shí)現(xiàn)能力擴(kuò)張與功能定制的。TESS NG二次開發(fā)版本面向用戶的車輛及發(fā)車屬性、信號(hào)控制優(yōu)化、自動(dòng)駕駛仿真、網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)行為、智慧高速管控、參數(shù)標(biāo)定與強(qiáng)化學(xué)習(xí)等高頻場(chǎng)景應(yīng)用需求，均開放了相應(yīng)模塊的二次開發(fā)功能。用戶可以在官網(wǎng)www.jidatraffic.com下載試用最新二次開發(fā)版本（查看運(yùn)行范例）。二次開發(fā)主要功能概況具體如下文[以下10個(gè)范例源代碼文件均可在安裝包中查看]：

1.二次開發(fā)整體架構(gòu)介紹

TESS NG通過實(shí)現(xiàn)TessInterface及其三個(gè)子接口，將自身主要功能暴露給用戶，用戶啟動(dòng)TESS NG后可以通過tessngIFace()方法獲取TESS NG的頂層接口，再通過頂層接口獲取三個(gè)子接口，調(diào)用子接口方法。TESS NG加載插件后可以調(diào)用python實(shí)現(xiàn)的插件接口方法，用戶可以在插件方法中通過TessInterface及其子接口控制仿真運(yùn)行，及仿真過程中車輛駕駛行為、信號(hào)燈色、路徑車輛分配等。二次開發(fā)的整體架構(gòu)圖如下：

二次開發(fā)的應(yīng)用可以主要?jiǎng)澐譃椋很囕v發(fā)車及管控參數(shù)信息調(diào)整，駕駛模型行為參數(shù)調(diào)整、循環(huán)仿真如強(qiáng)化學(xué)習(xí)及參數(shù)標(biāo)定等，本文將按照此內(nèi)容具體說明二次開發(fā)的應(yīng)用案例。

2.車輛及發(fā)車屬性更改

在發(fā)車過程中，可以通過接口調(diào)整車輛的發(fā)車位置，發(fā)車類型，車輛顏色，車輛長(zhǎng)寬尺寸等特征，實(shí)現(xiàn)任意斷面任意車道的發(fā)車及車輛運(yùn)行。

車輛可以在仿真系統(tǒng)中以指定顏色，指定外形尺寸等發(fā)車，以及發(fā)車后的駕駛行為等。用戶可以基于二次開發(fā)接口實(shí)現(xiàn)三種類型的發(fā)車：即斷面發(fā)車點(diǎn)集計(jì)發(fā)車、路段車道中任意位置發(fā)車、映射一段雷達(dá)軌跡后由仿真接管車輛運(yùn)行。

基于此方式，用戶可通過實(shí)時(shí)斷面感知數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)的數(shù)字孿生映射場(chǎng)景，即通過斷面或局部感知的數(shù)據(jù)，將斷面數(shù)據(jù)推演至全域進(jìn)行展示復(fù)現(xiàn)。

3.信號(hào)控制優(yōu)化

在信號(hào)控制優(yōu)化模塊中，TESS NG二次開發(fā)接口模塊同時(shí)還可以進(jìn)行各類感應(yīng)控制方案的開發(fā)測(cè)試，包括綠燈延長(zhǎng)，紅燈早斷，相位搭接等方案測(cè)試，設(shè)置綠燈延長(zhǎng)時(shí)間，最大綠燈關(guān)鍵參數(shù)，其中各類感應(yīng)控制和檢測(cè)設(shè)施可以有效感知所有或某類車輛的通行特征，從而動(dòng)態(tài)的控制信號(hào)燈的變化，如下所示范例即為公交信號(hào)控制優(yōu)先的場(chǎng)景，公交車輛在進(jìn)入?yún)^(qū)域后，有感應(yīng)控制模塊的信號(hào)控制方案會(huì)實(shí)現(xiàn)紅燈的早斷和綠燈的延長(zhǎng)，保障公交系統(tǒng)的順利運(yùn)行。同時(shí)該模塊還可以進(jìn)行干線綠波等控制方式的仿真測(cè)試。

在視頻場(chǎng)景中，信號(hào)控制即通過檢測(cè)器（數(shù)據(jù)采集點(diǎn)）的感知信息，實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)單位綠燈延長(zhǎng)和紅燈早斷。系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)流程圖下所示。

4.智能網(wǎng)聯(lián)混駕場(chǎng)景

網(wǎng)聯(lián)車輛仿真是目前二次開發(fā)應(yīng)用高頻的場(chǎng)景，隨著自動(dòng)駕駛網(wǎng)聯(lián)環(huán)境發(fā)展下，車輛如何執(zhí)行編隊(duì)情況下的駕駛行為，實(shí)現(xiàn)快速的變道編隊(duì)協(xié)作，以及編隊(duì)車輛在網(wǎng)聯(lián)自動(dòng)環(huán)境與人工駕駛的高效協(xié)同駕駛，是目前自動(dòng)駕駛應(yīng)用的重要方向。其中示范的自動(dòng)駕駛編隊(duì)場(chǎng)景的應(yīng)用如下：該范例場(chǎng)景中，CV時(shí)刻搜索外側(cè)相鄰車道上的CV編隊(duì)或可形成編隊(duì)的潛在CV對(duì)象，完成目標(biāo)搜索后，CV將執(zhí)行換道實(shí)現(xiàn)編隊(duì)并入，并在CV完成編隊(duì)后，其駕駛行為模型也將同步更新，期望速度提升，并采用更為激進(jìn)的跟馳策略。

智能網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)的場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線如下圖。

5.網(wǎng)聯(lián)車輛匯入行為決策

在智能網(wǎng)聯(lián)場(chǎng)景下，由于網(wǎng)聯(lián)車輛能夠準(zhǔn)確獲取到主線上下游車輛的具體位置信息及運(yùn)行狀態(tài)，如何利用這些信息對(duì)網(wǎng)聯(lián)車的匯入決策進(jìn)行有效指導(dǎo)，進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)快速路合流區(qū)運(yùn)行效率，是目前車路協(xié)同背景下交通管控的重要方向。其中示范的網(wǎng)聯(lián)車輛匯入行為決策應(yīng)用如下：基于TESS NG二次開發(fā)接口能夠有效模擬在不同可接受間隙下網(wǎng)聯(lián)車輛匯入行為差異及其對(duì)主線交通流的影響。

場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的具體流程如下所示。

6.各類事件的模擬

在精細(xì)化的車輛控制模型中，可以設(shè)置車輛占用1車道的輕微拋錨事故，或者車輛同時(shí)占用多車道的嚴(yán)重碰撞事故等，便于用戶測(cè)試不同事故狀態(tài)下的管理效果。事件可以在仿真前離線添加，也可以在仿真過程中動(dòng)態(tài)添加。占用單車道的輕微事故模擬和占用多車道的重大事故模擬具體如下。

單車道事故

雙車道事故

場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的流程圖如下所示。

7. 智能網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)場(chǎng)景

目前，應(yīng)對(duì)擁堵瓶頸問題缺乏高效且可行的管控方法，而車路協(xié)同及智能網(wǎng)聯(lián)車輛技術(shù)在減少交通事故、緩解交通擁堵、提高道路及車輛利用率方面具有巨大潛能。在智能網(wǎng)聯(lián)環(huán)境下，用戶可以自由地設(shè)置網(wǎng)聯(lián)車比例，網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)類型，車輛數(shù)目等。網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)行為算法通過車路協(xié)同的車隊(duì)超視距感知，使網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)提前變道，避免二次事故發(fā)生，下圖即示意某個(gè)大貨車網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)在通過彎道時(shí)遇到前方事故，提前接收到RSU（Road Side Unit）預(yù)警信息而提前變道的效果。一般此類功能較多應(yīng)用于定制化的場(chǎng)景展示。可以有效表征和評(píng)估網(wǎng)聯(lián)車隊(duì)等行為決策，對(duì)交通系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景流程如下。

8.自動(dòng)駕駛車輛駕駛行為

自動(dòng)駕駛車輛（AV）自由換道算法由換道決策算法、換道路徑規(guī)劃算法和換道運(yùn)動(dòng)控制算法三部分組成。在自動(dòng)駕駛仿真的測(cè)試環(huán)境中，可以通過設(shè)置不同感知范圍內(nèi)的車流信息、路網(wǎng)信息、通行環(huán)境等，綜合判斷換道行為的收益，進(jìn)而控制車輛自身的駕駛行為決策，此時(shí)可以控制單個(gè)車輛的駕駛行為，也可以控制多個(gè)車輛，包括ACC車隊(duì)的駕駛行為。可以控制的車輛駕駛行為包括跟馳行為，變道行為，讓行行為等。

同時(shí)仿真運(yùn)行時(shí)，可以顯示車輛實(shí)時(shí)感知前方對(duì)象范圍的探測(cè)角度，距離等。

視頻中顯示的即為車輛在不同感知范圍，感知距離，通過路段，交叉口時(shí)，受周邊車輛不同影響，開始執(zhí)行不同的運(yùn)行策略。

9.智慧高速管控決策仿真

智慧高速旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路交通流運(yùn)行的全路段感知、全過程管控以及全天候通行，從而使得路網(wǎng)運(yùn)行更安全高效、公眾出行更舒適便捷、交通管理更科學(xué)智能、道路經(jīng)濟(jì)更加綠色環(huán)保。實(shí)現(xiàn)管控策略方案優(yōu)選需要對(duì)智慧高速管控決策進(jìn)行仿真，包括事故后的可變限速與臨時(shí)路肩開放。

在管控決策仿真模塊中，TESS NG二次開發(fā)接口可以基于路段設(shè)置車道級(jí)的限行規(guī)則與限速規(guī)則。對(duì)于車道限行，車輛在進(jìn)入限行區(qū)域后，會(huì)立即換道至臨近車道；對(duì)于車道限速，車輛在進(jìn)入限速區(qū)域后，會(huì)將速度降至最高限速以下。根據(jù)用戶對(duì)管控時(shí)間、管控位置與管控方案的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)高速公路的個(gè)性化管控仿真。仿真場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)如下：

系統(tǒng)的管控實(shí)現(xiàn)邏輯具體如下所示：

10.重復(fù)自啟動(dòng)仿真

強(qiáng)化學(xué)習(xí)常用于描述和解決智能體（agent）在與環(huán)境的交互過程中通過學(xué)習(xí)策略以達(dá)成回報(bào)最大化或?qū)崿F(xiàn)特定目標(biāo)的問題。TESS NG提供快速自動(dòng)循環(huán)仿真的方法，用戶可通過自定義目標(biāo)、條件、以及訓(xùn)練次數(shù)來控制TESS NG不斷調(diào)整仿真參數(shù)使得結(jié)果不斷向目標(biāo)靠攏，以滿足用戶對(duì)于特定場(chǎng)景下的參數(shù)標(biāo)定和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等需求。同時(shí)在單次仿真結(jié)束后將保留本次仿真時(shí)所采用的仿真參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的結(jié)果，所有仿真數(shù)據(jù)將在自動(dòng)循環(huán)結(jié)束后統(tǒng)一反饋至用戶。系統(tǒng)重復(fù)仿真的效果如下。

上述案例的執(zhí)行源代碼均可在軟件安裝包中查看。后續(xù)濟(jì)達(dá)交通團(tuán)隊(duì)將持續(xù)發(fā)布基于TESS NG的二次開發(fā)案例，豐富應(yīng)用場(chǎng)景，并支持更多種二次開發(fā)語言，若在開發(fā)過程中有相關(guān)問題，也可以加入用戶群與團(tuán)隊(duì)交流溝通。