软件学报

作者：何贤浩，胡逸騉，李毅晨，严宇威，吕宜生，廖清，李勇，李肯立

单位：何贤浩，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008211,胡逸騉，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008202,李毅晨，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008203,严宇威，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008204,吕宜生，中国科学院 自动化研究所, 北京 10019005,廖清，哈尔滨工业大学(深圳) 计算机科学与技术学院, 广东 深圳 51805506,李勇，清华大学 信息科学技术学院, 北京 10008407,李肯立，湖南大学 信息科学与工程学院, 湖南 长沙 41008208

关键词：平行城市;数字孪生;高性能计算;交通仿真

基金：国家重点研发计划(2020YFB2104000); 国家自然科学基金青年基金(62102143)

随着城市规模不断增加, 城市交通系统面临着越来越多的挑战, 如交通拥堵、交通安全等问题. 交通仿真是一种解决城市交通问题的方法, 其采用虚实结合的计算技术, 以处理实时交通数据、优化城市交通效率, 是平行城市理论在智能交通的重要实现方法. 然而, 传统的计算系统在运行大规模城市交通仿真中会出现计算资源不足、仿真延迟过长等问题. 针对上述问题, 基于平行城市理论, 结合天河新一代超算的异构体系结构, 提出一种平行城市交通仿真并行算法. 该算法能够精确模拟车辆、道路、交通信号等交通要素, 并采取路网划分、车辆并行化行驶、信号灯并行化控制等方法, 以实现高性能交通仿真. 该算法运行在16节点、超过2.5万核心的天河新一代超算平台, 并针对北京市五环内240万辆车、7797个路口和17万条车道的真实交通场景进行仿真. 相比于传统的单节点仿真, 每步仿真时间从2.21 s减少到0.37 s, 取得近6倍的加速效果, 在国产超算异构平台上成功实现百万车辆规模的城市交通仿真.

来源：2025年第8期

《软件学报》期刊编辑部

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