功能特點(diǎn) #2：交通AI

????大家好！我們回來了，為你們帶來了《都市：天際線 II》的另一個(gè)開發(fā)日志，今天我們要介紹的是全新改進(jìn)的交通AI。管理日益發(fā)展的城市交通是《都市：天際線》的核心內(nèi)容，進(jìn)入續(xù)作，我們知道我們想要給您帶來一個(gè)更高級(jí)的系統(tǒng)，既能滿足您多年來提出的反饋，又能讓城市更加真實(shí)和生動(dòng)。

????市民和交通是一個(gè)城市的核心組成部分。人們住在哪里，他們?cè)谀睦锕ぷ?，他們?cè)诳臻e時(shí)間去哪些地方？企業(yè)位于何處，他們?nèi)绾潍@得銷售商品所需的貨物？他們的顧客是市民還是其他企業(yè)？他們的顧客如何找到他們，是否有更近的更好的購(gòu)物選擇？所有這些因素都會(huì)影響交通在城市中的流動(dòng)。

????在這個(gè)開發(fā)日志中，我們將介紹交通模擬的工作原理以及代理人（城市中的市民、服務(wù)和資源）在做路徑規(guī)劃決策時(shí)考慮的功能。在深入了解所有細(xì)節(jié)之前，請(qǐng)先觀看下面的精彩視頻。

《都市：天際線 II》與其前作《都市：天際線》之間的差異

????在《都市：天際線 II》中，路徑規(guī)劃的方式與前作有所不同。在《都市：天際線》中，路徑規(guī)劃是基于接近性的，這意味著代理人會(huì)根據(jù)直線距離計(jì)算其目的地或訂購(gòu)服務(wù)，而不考慮現(xiàn)有的道路網(wǎng)絡(luò)。例如，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，最近的消防站可能會(huì)派出消防車，即使由于道路連接方式導(dǎo)致它需要繞遠(yuǎn)路才能到達(dá)目的地。較長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間可能意味著消防車無法及時(shí)阻止火災(zāi)蔓延或拯救建筑物的倒塌。代理人會(huì)選擇最快的路線到達(dá)目的地，并堅(jiān)持不變，即使出現(xiàn)交通擁堵，他們也會(huì)耐心等待，只有在道路網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化導(dǎo)致原始路徑不再可行時(shí)才會(huì)改變路線。

????而在《都市：天際線 II》中，代理人會(huì)根據(jù)路徑規(guī)劃成本選擇路線。這個(gè)成本是通過多個(gè)因素計(jì)算出來的，如城市的道路網(wǎng)絡(luò)、行駛時(shí)間、行駛成本、代理人的偏好等，我們將在下面更詳細(xì)地介紹這些因素。此外，代理人還會(huì)根據(jù)途中發(fā)生的事件調(diào)整其路線。他們可能會(huì)變換車道以避免車禍或停止的服務(wù)車輛，或者為應(yīng)急車輛讓出道路空間。

路徑規(guī)劃成本

????路徑規(guī)劃計(jì)算的核心是四個(gè)方面：時(shí)間、舒適度、金錢和行為。

????時(shí)間是計(jì)算路徑時(shí)的一個(gè)重要因素。雖然其他因素也會(huì)影響路徑規(guī)劃，但時(shí)間通常是最重要的因素，因?yàn)樗写矶純A向于選擇最快的路徑到達(dá)目的地。當(dāng)僅考慮旅行時(shí)間時(shí)，一條小路可能更短，但其行駛速度低于較長(zhǎng)高速公路的行駛速度，因此在大多數(shù)情況下，如果高速公路整體上是更快的路徑，代理會(huì)選擇高速公路。

????舒適度在路徑規(guī)劃中是一個(gè)重要因素，包括盡可能使路徑平穩(wěn)，避免在交叉口處不必要的轉(zhuǎn)彎，以及找到一個(gè)合適的停車位或公共交通站點(diǎn)下車。舒適度直接計(jì)算到路徑規(guī)劃成本中，每個(gè)選項(xiàng)都會(huì)增加總體成本。

?????金錢以燃料消耗和可能的停車費(fèi)形式影響路徑規(guī)劃選擇。市民權(quán)衡旅行和停車成本，將其與其他出行選擇以及步行相比較，以確定哪種選擇是快速、舒適和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的。對(duì)于交付車輛來說，它們運(yùn)輸?shù)馁Y源成本隨著距離的增加而增加。因此，對(duì)于公司來說，將資源和貨物在本地銷售更具成本效益，因?yàn)檫\(yùn)輸成本低于將貨物運(yùn)到外部連接處。

?????行為指的是代理在交通中是否愿意做出“危險(xiǎn)”決策，例如掉頭。市民和交付車輛在交通中不太可能做出危險(xiǎn)的決策來降低路徑規(guī)劃成本，而緊急車輛具有更寬松的行為模型，以便在緊急情況下能夠在道路網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)航并在必要時(shí)做出危險(xiǎn)的路徑規(guī)劃決策。

????路徑規(guī)劃還考慮了旅行者的年齡組。對(duì)于青少年來說，最重要的因素是金錢：他們?cè)诼眯袝r(shí)尋找便宜的選擇，無論是交通方式還是停車行為。成年人更看重時(shí)間，因此對(duì)于他們來說，最快的路線通常是最好的選擇。而老年人則更喜歡高舒適度。只要舒適成本較低，老年人往往會(huì)選擇這個(gè)選項(xiàng)。

????市民在做決策時(shí)權(quán)衡所有路徑規(guī)劃因素，以追求最低的總體路徑規(guī)劃成本。

????服務(wù)車輛的排序基于最低的總體路徑規(guī)劃成本，并在制定新訂單時(shí)考慮當(dāng)前和近期內(nèi)所有適用車輛的距離（即：車輛在完成之前的服務(wù)訂單后將會(huì)在哪里）。例如，一個(gè)道路維修服務(wù)車輛被要求修復(fù)一段道路。模擬系統(tǒng)會(huì)檢查所有可用車輛的當(dāng)前位置以及它們當(dāng)前的訂單將它們帶到哪里。如果有一個(gè)當(dāng)前更近的車輛，但另一輛車在不久的將來將前往附近的位置，那么當(dāng)前更近的車輛可能不會(huì)被選擇執(zhí)行新的訂單，因?yàn)榱硪惠v車即將完成其當(dāng)前的服務(wù)訂單。

????資源運(yùn)輸受到路線長(zhǎng)度的影響，因?yàn)榫嚯x增加會(huì)增加成本，所以公司會(huì)盡可能將貨物運(yùn)送到距離更近的地方，以增加自己的利潤(rùn)率。將資源和貨物運(yùn)出城市成本高昂，可能大大降低公司的盈利能力。

車道使用

????在《都市：天際線II》中，車輛使用更多的車道。它們?cè)噲D優(yōu)化道路使用，以盡可能平穩(wěn)地流動(dòng)交通，占用所有可用的車道前往目的地。這意味著如果多車道道路中的一個(gè)車道被等待紅綠燈的車輛堵滿，新到達(dá)交叉口的車輛會(huì)選擇其他空車道來平均填充交叉口。

????在多車道道路上，當(dāng)模擬發(fā)現(xiàn)其他車道較少使用時(shí)，車輛可以超越較慢的車輛。車輛還會(huì)換道以避免因交通事故、交通堵塞或停車輛（如救護(hù)車接病人）導(dǎo)致車道完全堵塞。此外，車輛將盡可能換道讓出空間給緊急車輛通過。

交通模擬、代理和性能

????《都市：天際線 II》中的交通模擬是復(fù)雜的。除了計(jì)算它們的路徑外，所有車輛和行人都會(huì)時(shí)刻考慮到周圍的所有代理者，因此它們?cè)诔鞘械慕值篮吐窂缴闲旭倳r(shí)會(huì)做出決策。這些代理者在行駛過程中多次進(jìn)行影響交通流量的決策，與它們的路徑規(guī)劃決策分離。這些決策包括沿著交通流加速、剎車減速、在轉(zhuǎn)彎時(shí)避開對(duì)向交通、換道優(yōu)化交通流量以及在原計(jì)劃路線上出現(xiàn)交通事故等意外事件時(shí)做出路徑規(guī)劃決策。

????這意味著路徑規(guī)劃的計(jì)算比《都市：天際線》中更多且更深入，因?yàn)榇碚叩臎Q策受到更多影響因素的影響。然而，這些計(jì)算更加高效，在路徑規(guī)劃和模擬等計(jì)算中充分利用了多核心 CPU 的所有可用處理能力，從而提高了整體性能。

????此外，作為系列中的一項(xiàng)重大改進(jìn)，《都市：天際線 II》不對(duì)城市中的代理者數(shù)量設(shè)置硬性限制?？傮w而言，模擬和路徑規(guī)劃的性能得到了極大的改進(jìn)，這意味著可以實(shí)現(xiàn)更大的人口規(guī)模。模擬的唯一真正限制是運(yùn)行游戲的平臺(tái)的硬件限制。

環(huán)島行為

????我們?cè)谏弦黄_發(fā)日志中談到了環(huán)島的建造，但這并不是唯一的改進(jìn)。交通模擬還考慮了環(huán)島進(jìn)入和離開的規(guī)則。進(jìn)入環(huán)島的車輛必須給正在行駛的車輛讓路，然而，就像現(xiàn)實(shí)生活中一樣，如果有合適的機(jī)會(huì)，車輛可能會(huì)在已經(jīng)在環(huán)島上行駛的車輛前面插隊(duì)。這是代理者的行為的一部分，它們始終在尋找合適的位置來改善交通流量，比如換道或在最后一刻穿過交叉口。

交通事故

????游戲中會(huì)發(fā)生交通事故，車輛失控并撞向交通或建筑物。事故發(fā)生的可能性根據(jù)道路段的特征進(jìn)行計(jì)算，而這些特征包括道路狀況、照明條件、天氣和災(zāi)害。通過使用道路維護(hù)服務(wù)和設(shè)置街燈來保持道路的良好狀態(tài)，可以降低事故發(fā)生的概率。

????當(dāng)一條道路段上的事故檢查成功時(shí)，隨機(jī)選擇一輛車輛來“失控”。該車輛會(huì)被隨機(jī)推向一個(gè)方向，并獲得簡(jiǎn)單的碰撞和物理效果，以使其在途中撞擊障礙物。如果一輛車輛與另一個(gè)代理者發(fā)生碰撞，它在事故期間也會(huì)獲得碰撞和物理效果。

????事故現(xiàn)場(chǎng)需要由警察和道路維護(hù)部門進(jìn)行保護(hù)和清理。模擬會(huì)暫停受事故影響的車道上的交通，車輛會(huì)等待道路被清理后才繼續(xù)行駛。如果事故現(xiàn)場(chǎng)的清理導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的交通堵塞，代理者可能會(huì)重新計(jì)算其路徑規(guī)劃，出現(xiàn)“危險(xiǎn)”的行為，并掉頭尋找繞過被堵車道的替代路線。

停車

????停車是《都市：天際線II》中的新功能，也是路徑規(guī)劃的四個(gè)主要方面之一。當(dāng)代理考慮路徑規(guī)劃并決定如何前往目的地時(shí)，他們會(huì)考慮可用的停車位。通常，對(duì)于代理來說，最舒適的選擇是能夠停在他們要前往的建筑物的停車場(chǎng)上。如果這不可能，他們會(huì)選擇其他停車選擇或不同的交通方式。缺乏停車位可能會(huì)導(dǎo)致市民選擇其他地方進(jìn)行活動(dòng)，例如選擇不同的購(gòu)物地點(diǎn)或休閑地點(diǎn)。

????不同年齡組的市民在旅行舒適性、時(shí)間和旅行花費(fèi)方面有不同的偏好。停車以某種方式影響所有這些方面。老年人更注重舒適度，如果他們的目的地附近有停車位，他們很可能會(huì)選擇它們，而不管潛在的停車費(fèi)用如何。成年人最關(guān)心時(shí)間，會(huì)選擇沿最快路線的地點(diǎn)，而青少年最缺錢，會(huì)選擇廉價(jià)的停車選擇，即使這意味著他們不得不步行更長(zhǎng)的距離或使用其他交通方式完成旅行。

????停車選擇和代理的路徑規(guī)劃成本計(jì)算可能會(huì)受到個(gè)別停車場(chǎng)和建筑物設(shè)置的費(fèi)用以及添加到區(qū)域的路邊停車費(fèi)用的影響。低或不存在的費(fèi)用鼓勵(lì)所有市民群體停車，而高停車費(fèi)則有利于更富裕的市民。

信息視圖

????《都市：天際線II》提供了兩個(gè)信息視圖，交通信息視圖和道路信息視圖，以幫助及早解決交通問題。

????交通總覽

????交通信息視圖顯示整個(gè)城市的交通流量和容量，可以快速發(fā)現(xiàn)道路網(wǎng)絡(luò)中的問題區(qū)域，因?yàn)榻煌〒矶聲?huì)使道路變紅。交通流量指示交通在城市中的流暢程度。較高的數(shù)字表示沒有擁堵，而較低的數(shù)字表示可能出現(xiàn)瓶頸。最后，交通容量顯示一天中不同時(shí)間段內(nèi)在道路網(wǎng)絡(luò)上行駛的車輛數(shù)量。高交通量表示高峰時(shí)段。

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????道路總覽

????道路信息視圖顯示關(guān)于單個(gè)道路的更詳細(xì)信息，包括道路狀況以及交通流量和容量。通過這些工具，可以非常精確地改善道路網(wǎng)絡(luò)。如果某條道路交通量很大，很可能是一條主要道路，您可能需要密切關(guān)注它，因?yàn)槌鞘胁粩喟l(fā)展，需要將其升級(jí)為更大的道路以緩解未來的交通擁堵問題。

????道路狀況會(huì)對(duì)事故概率和行駛速度產(chǎn)生負(fù)面影響，增加事故風(fēng)險(xiǎn)并減緩交通。道路維護(hù)車輛會(huì)在冬季保持道路狀況良好，清除積雪，以實(shí)現(xiàn)交通更順暢和更安全。

服務(wù)車輛

????當(dāng)服務(wù)車輛從建筑物和道路段接收訂單時(shí)，它們會(huì)計(jì)算一條適合的路徑到達(dá)目的地。當(dāng)車輛前往目的地時(shí)，它們會(huì)影響所經(jīng)過的路徑和/或周圍環(huán)境，例如當(dāng)垃圾車接到前往下一個(gè)目的地清理垃圾的訂單時(shí)，它們也會(huì)順路清理垃圾。同樣，道路維護(hù)車輛會(huì)在前往當(dāng)前目的地的過程中修復(fù)道路段。

????警車和消防車等緊急車輛的路徑規(guī)劃受到額外規(guī)則的影響。與市民、其他服務(wù)車輛和運(yùn)輸車輛相比，它們的行為更具“危險(xiǎn)性”：如果違反規(guī)定可以縮短到達(dá)目的地的路線，它們可以進(jìn)行“非法”的掉頭。如果可能，其他車輛會(huì)讓道讓緊急車輛，通過在多車道道路上變道來加快緊急車輛到達(dá)目的地的速度。

????警察巡邏隊(duì)的行為有額外的規(guī)則，如果發(fā)生搶劫或交通事故等緊急情況，他們可以中斷巡邏職責(zé)（降低其穿越區(qū)域犯罪概率）。

????公共交通車輛沿著指定線路行駛，出租車則可以根據(jù)類似私人車輛的路徑規(guī)劃規(guī)則自由選擇路線。最初，出租車在出租車站上接客，但隨著出租車站升級(jí)，它們可以在城市的任何地方接客。

????服務(wù)車輛的操作可以限制在玩家創(chuàng)建的區(qū)域內(nèi)。在這種情況下，車輛只會(huì)按照指令行動(dòng)，并在其指定區(qū)域內(nèi)響應(yīng)緊急情況。任何城市服務(wù)都可以為一個(gè)或多個(gè)區(qū)域提供服務(wù)，同時(shí)也可以為整個(gè)城市提供服務(wù)（默認(rèn)情況下）。

城市之間的交通

????游戲也會(huì)有來自其他城市的車輛，從一個(gè)外部城市連接到另一個(gè)外部城市。這種交通不會(huì)對(duì)城市的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生貢獻(xiàn)，但隨著城市的發(fā)展和高速公路融入城市的道路網(wǎng)絡(luò)，這些交通流量可能成為整體交通流量的一部分。如果玩家在兩個(gè)外部連接之間建立了較短的路徑，那么這些城市之間的交通將會(huì)改變，使用新創(chuàng)建的選項(xiàng)，如果這樣做在路徑規(guī)劃方面更具成本效益的話。

????以上就是我們今天開發(fā)日志的全部?jī)?nèi)容。我們希望這為《都市：天際線II》中的交通行為提供了一些見解，并幫助您設(shè)計(jì)出理想的城市。交通AI是《都市：天際線》中一直以來的話題，我們期待聽到您對(duì)《都市：天際線II》中更先進(jìn)和更真實(shí)的交通模擬的反饋。下周我們將介紹公共交通和貨物運(yùn)輸，以及它如何將其與您的城市整合。

????下周一晚十點(diǎn)，不見不散！