Моделирование дорожного движения: библиотека AstarIT Traffic на C# и Unity

AstarIT Traffic — собственная разработка Астар АйТи в области моделирования дорожного движения: детерминированная микросимуляция на основе клеточного автомата. Реализована как engine-agnostic C#-библиотека (netstandard2.1) с Unity-портом для 3D-визуализации и интерактивного тестирования схем.

Услуга и экспертиза: моделирование дорожного движения на заказ. Кейс в портфолио: AstarIT Traffic — библиотека моделирования дорожного движения.

Задача: моделирование до стройки

При проектировании дорог, развязок и перекрёстков инженеру нужно понять, как поведёт себя транспортный поток до асфальта: выдержит ли перекрёсток нагрузку, не создаст ли новая полоса затор, как изменится ситуация при другой фазе светофора?

Для этого используют системы микросимуляции транспорта. AstarIT Traffic — продукт на этом же этапе: конструирование дорожной сети + моделирование движения.

Схожие решения на рынке

AstarIT Traffic решает класс задач профессиональных транспортных симуляторов:

• PTV Vissim — отраслевой стандарт микросимуляции: перекрёстки, светофоры, развязки, прогноз загруженности и время в пути. Используется проектными институтами и дорожными службами по всему миру.
• AIMSUN — макро- и микромоделирование городского транспорта, сценарный анализ, оценка транспортных проектов.
• SUMO (Eclipse) — open-source симуляция для транспортного планирования, исследований и умных городов.
• TransModeler / TransCAD (Caliper) — моделирование потоков при проектировании дорожной инфраструктуры и транспортных схем.

Наш продукт — на том же этапе «конструирование + моделирование», что и Vissim или AIMSUN: задать геометрию, полосность, светофоры, интенсивность потока и увидеть результат. Отличия AstarIT Traffic:

• лёгкое embeddable-ядро на C# (netstandard2.1), без привязки к Unity;
• 3D-визуализация и интерактив в Unity — удобно для демо, обучения и встраивания в тренажёры;
• детерминированные прогоны по seed — сравнение вариантов развязки бит-в-бит;
• unit-тесты на правила автомата вне игрового движка;
• готовность к распространению как Unity Asset Store plugin с защищённым DLL.

Математическая модель

Ядро реализует клеточный автомат Nagel–Schreckenberg — проверенную модель, где полоса дискретизируется на клетки, а ТС движутся по правилам ускорения, торможения и случайного замедления. К базовому автомату добавлены механизмы для реалистичного перекрёстка:

• slow-start — медленный разгон после полной остановки;
• spatial anticipation — упреждающее торможение с учётом плотности потока впереди;
• over-speed — вероятностное превышение локального лимита;
• probabilistic lane change — смена полосы, если соседняя менее загружена;
• intersection maneuvers — повороты и пересечения с приоритетами;
• traffic-light barriers — фазовое управление светофорами.

Архитектура: C#-ядро и Unity только для визуализации

• TrafficSimulation.Core — ядро без Unity: автомат, SimulationEngine, RoadNetworkBuilder, события движения;
• TrafficSimulation.Core.Tests — xUnit: движение, смена полос, перекрёстки, светофоры, метрики;
• Unity Runtime — TrafficLaneAuthoring, TrafficSimulationRunner, VehicleView;
• Unity Editor — генератор демо-сцены одним кликом.

Детерминизм и сравнение сценариев

Вся стохастика идёт через IRandomSource с фиксированным seed. Одинаковые параметры сети и seed → идентичные траектории. Это позволяет сравнивать два варианта развязки на одинаковых входных данных — как в профессиональных симуляторах, но с воспроизводимостью на уровне unit-тестов.

Что показывает демо

Многополосный перекрёсток с разметкой, светофорами и потоком легковых, автобусов и грузовиков. HUD в реальном времени: шаг симуляции, число ТС, пересечения (прямо и с поворотами), смены полос, столкновения, фаза светофора.

Чем полезно заказчикам

• дорожное и транспортное проектирование — проверка схем до стройки;
• обучающие тренажёры и цифровые двойники инфраструктуры;
• встраиваемая симуляция в Unity-приложения;
• кастомная разработка транспортных моделей под задачу.

Нужна транспортная симуляция, тренажёр или модель под ваш проект — обсудим задачу или страница услуги «Моделирование дорожного движения».

См. также: разработка игр на заказ, корпоративный интерактив, кейс kiosk-игры для Yandex Cloud.