针对现有架构设计软件无法综合考虑ATS复杂结构与高度自主化特征的问题，基于ATS物理架构基础数据特征、ATS演化理论、多代基系统架构体系及架构设计实现技术，利用模块化与微服务化平台框架设计理念，研发了具备自主式交通系统信息物理平台原型，实现了架构设计、引擎仿真、系统演化、架构演进、架构评估及优化等多个功能。其中，各个模块均由单独的内核支撑，通过平台统一调用。模块功能相互耦合，共同支撑平台ATS架构研究的能力。

首先，平台基于功能域、组分实体、互操作关系、信息交互对等ATS基础数据特征，设计专属数据库，并关联至前端界面平台组件库。直至目前，平台组件库中已经入12个功能域、648个组分实体、3289个互操作关系、3896个信息交互对，可供平台用户搭建系统架构时使用。此外，用户也能通过定制化功能增加新的组件。

图1 架构设计

其次，平台集成研发以系统动力学模型和流程模型为内核的双引擎协同架构仿真系统，从而缓解传统方法难以全面考虑自主式交通系统架构各要素之间的复杂关系、无法充分捕捉系统架构整体动态行为的现象。架构仿真引擎利用系统动力学及流程仿真技术，除支持用户定制化场景外，已提供“高速编队场景” “交叉口自动驾驶车辆避让行人场景” “货物多式联运场景” “电动公交运营场景” “MaaS场景”5个典型交通典型场景，共15个架构仿真以供参考。

图2 架构仿真运行

此外，平台研发“系统演化及架构演进技术”，实现可视化系统演化分析与架构自适应转换，支撑架构设计方案的动态仿真及评估优化研究。具体而言，基于系统演化模型的理论研究，共支撑用户自定义配置下的2个典型服务域下的动态演化推演服务，提供可交互的系统演化稳定态描述，从而实现用户对系统演化的过程分析与代际划分，进而为系统架构演进提供基础性支撑。在架构演进方面，根据系统演化的代际划分知识，提出基于规则的演进分析算法与基于演进关系的架构自适应设计机制，通过实体匹配、差异计算、演进关系提取三个步骤，提炼影响系统架构代际间演进变化的关键因素。

图3 系统演化推演与架构自适应演进

最后，平台建立一套以仿真为基础的架构指标评估体系来支撑架构问题溯源与优化，实现以能力利用率为导向的架构优化方案。其中，面向ATS知识库，利用最大公共子图算法和规则推理技术分别实现对ATS架构的结构评估和问题溯源；设计ATS架构评估指标及计算方法检验ATS架构的可靠性；建立架构能力利用率优化模型赋能物理对象的动态优化。

图4 架构评估及优化