經(jīng)歷了機(jī)械化、電氣化、信息化三次工業(yè)革命后，當(dāng)前人類正在經(jīng)歷以新一代信息技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命，信息網(wǎng)絡(luò)、人工智能、清潔能源、先進(jìn)制造等與交通運(yùn)輸息息相關(guān)的領(lǐng)域呈現(xiàn)出群體躍進(jìn)態(tài)勢。經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通先行。交通運(yùn)輸是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)和服務(wù)性行業(yè)，對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有戰(zhàn)略性、全局性的影響。建設(shè)交通強(qiáng)國，是建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的先行領(lǐng)域和戰(zhàn)略支撐。2019年全國客運(yùn)量約176億人，旅客周轉(zhuǎn)量約3��5萬億人·km，貨運(yùn)量約462億t，貨物周轉(zhuǎn)量超過19萬億t·km，全國范圍內(nèi)每分鐘近3��5萬人、8��9萬t貨物在流動。截至2020年底，全國綜合交通實(shí)體線網(wǎng)總里程超過550萬km，高速鐵路(3��8萬km)、高速公路(16��1萬km)、沿海港口萬噸級及以上泊位數(shù)(2 138個)、城市軌道交通運(yùn)營里程(7 354 km)穩(wěn)居世界。

交通強(qiáng)國，鐵路先行，城軌擔(dān)當(dāng)。十四五時期是我國全面建成小康社會、實(shí)現(xiàn)個百年奮斗目標(biāo)之后，乘勢而上開啟全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程、向第二個百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的個五年。2020年11月，《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》發(fā)布，明確提出加快城市群和都市圈軌道交通網(wǎng)絡(luò)化。2021年2月，黨中央、國務(wù)院印發(fā)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，分析預(yù)測旅客出行需求穩(wěn)步增長，高品質(zhì)、多樣化、個性化的需求不斷增強(qiáng)，預(yù)計20212035年旅客出行量(含小汽車出行量)年均增速為3��2%左右，貨物運(yùn)輸需求穩(wěn)中有升，高價值、小批量、時效強(qiáng)的需求快速攀升，預(yù)計20212035年全社會貨運(yùn)量年均增速為2%左右，明確國家綜合立體交通網(wǎng)由集約高效的線網(wǎng)體系和樞紐體系構(gòu)成。到2035年，高速鐵路將達(dá)到7萬km(含部分城際鐵路)，普速鐵路達(dá)到13萬km(含部分市域鐵路)，合計20萬km左右。高速鐵路網(wǎng)方面，形成以八縱八橫主通道為骨架、區(qū)域連接線銜接城際鐵路補(bǔ)充的高速鐵路網(wǎng)；普速鐵路網(wǎng)方面，重點(diǎn)圍繞擴(kuò)大中西部路網(wǎng)覆蓋，完善東部網(wǎng)絡(luò)布局，提升既有路網(wǎng)質(zhì)量，推進(jìn)周邊互聯(lián)互通；城際鐵路網(wǎng)方面，京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈等重點(diǎn)城市群率先建成，其他城市群城際鐵路逐步成網(wǎng)，研究推進(jìn)超大城市間高速磁懸浮通道布局和試驗(yàn)線路建設(shè)，有力支撐全國123出行交通圈和全球123快貨物流圈，實(shí)現(xiàn)人便其行，貨暢其流。到2050年，建成橫貫東西、縱貫?zāi)媳�、陸海�?nèi)外聯(lián)動，地面、地下、水上、空中統(tǒng)籌協(xié)同，銜接高效、優(yōu)勢互補(bǔ)、效率的國家綜合立體交通網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人享其行，物優(yōu)其流。

當(dāng)前世界正面臨著百年未有之大變局，國內(nèi)正轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展，包括軌道交通在內(nèi)的交通運(yùn)輸行業(yè)也面臨新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)，交通問題是一個快速演變的現(xiàn)象，以信息化、數(shù)字化、自動化、自主化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、智慧化為發(fā)展潮流的未來理想交通具體將是什么模樣？依據(jù)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，加快提升交通運(yùn)輸科技創(chuàng)新能力，推進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化，到2035年基本實(shí)現(xiàn)國家綜合立體交通網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施全要素全周期數(shù)字化，未來是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的時代，很多問題都可以通過仿真技術(shù)與方法進(jìn)行先驗(yàn)與后評估。交通仿真作為仿真科學(xué)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用分支，是隨著系統(tǒng)仿真的發(fā)展而發(fā)展起來的。它以相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)工程和交通工程領(lǐng)域的基本理論和專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)。以計算機(jī)為主要工具，采用數(shù)字方式或圖形方式描述動態(tài)交通系統(tǒng)，利用系統(tǒng)仿真模型模擬交通系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。交通仿真技術(shù)是智能技術(shù)的一個重要組成部分，是計算機(jī)技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的一個重要應(yīng)用，它可以動態(tài)地、逼真地仿真模擬各種交通現(xiàn)象，復(fù)現(xiàn)交通流的時空變化，深入地分析交通系統(tǒng)關(guān)鍵元素(列車、車輛、駕駛員、客流、交通網(wǎng)絡(luò))的特征，有效地進(jìn)行交通規(guī)劃、交通運(yùn)營組織與管理、交通能源節(jié)約與物資運(yùn)輸流量合理化等方面的研究。

仿真有助于培養(yǎng)工程意識和系統(tǒng)集成的思想，有助于運(yùn)用系統(tǒng)的思想思考問題，運(yùn)用工程技術(shù)的方法解決問題，把握軌道交通的發(fā)展脈搏，突出與軌道交通運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系，利用仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)存量資源優(yōu)化利用，增量資源合理提升，推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)與運(yùn)輸網(wǎng)、信息網(wǎng)、能源網(wǎng)融合發(fā)展，提高交通運(yùn)輸網(wǎng)動態(tài)運(yùn)行管理服務(wù)智能化水平，輔助教學(xué)、科研、工程實(shí)踐決策。

本書由山東科技大學(xué)張嘉敏博士、中國鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司青島機(jī)務(wù)段張嘉銳工程師共同編著。圍繞軌道交通系統(tǒng)仿真理論方法與技術(shù)應(yīng)用，在提煉總結(jié)作者學(xué)術(shù)研究成果與工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，亦參考編譯了國內(nèi)外部分優(yōu)秀學(xué)者的相關(guān)文獻(xiàn)，內(nèi)容翔實(shí)豐富。本書共有11章，分別為緒論、軌道交通流特性、軌道交通運(yùn)行信號控制原理與技術(shù)、軌道交通系統(tǒng)仿真經(jīng)典模型方法、軌道交通運(yùn)行的同步仿真、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)乘客路徑選擇行為模型與客流控制方法、軌道交通系統(tǒng)仿真典型軟件、數(shù)字軌道交通、軌道交通網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境的生成、城市軌道交通項(xiàng)目建設(shè)時序仿真優(yōu)化、軌道交通系統(tǒng)延誤仿真分析。

本書可以作為有關(guān)軌道交通系統(tǒng)仿真系統(tǒng)性論著的必要補(bǔ)充，著重實(shí)用性與可理解性、易讀性，為交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域相關(guān)工程技術(shù)研究人員與高等院校、科研院所高年級本科生、研究生提供參考借鑒。由于研究水平和時間投入有限，書中難免有錯漏，歡迎廣大讀者批評指正。

張嘉敏，張嘉銳

2021年8月