城市交通在线仿真关键技术研究及应用

发布时间：2017-09-09 21:48

  本文关键词：城市交通在线仿真关键技术研究及应用

  更多相关文章： 在线交通仿真 实时交通生成 邻车查询 交通流平衡分配

【摘要】：随着现代计算机技术的发展,交通仿真技术凭借其经济性和高效性等特征成为交通领域研究的重要手段之一。传统交通仿真以宏观和微观意义的离线仿真为主,由于离线仿真具有滞后性,无法对实时交通管制给出指导性支持。因此,本文将微观交通仿真的高精度性以及在线交通仿真的实时性、真实性等特点结合起来,使传统的离线微观仿真向在线微观交通仿真转变。并深入研究了将微观交通模型用于在线交通仿真的过程中,所面临的在线微观交通仿真中实时交通流转换、仿真实时性与真实性矛盾、仿真性能优化等关键问题。主要工作内容如下:(1)提出了一个在线微观交通仿真系统架构设计。遵循系统架构设计原则,使系统具有高先进性、高扩展性、高稳定性和高实用性。以此作为后续在线微观交通仿真系统的实现依据。(2)提出了一个在线仿真中的实时交通生成模型。分别对交通数据观测区和交通数据观测盲区的实时交通生成进行推导,基于交通流平衡分配理论对观测盲区的实时交通分布进行建模并求解,解决在线微观交通仿真真实输入问题。(3)提出了一个基于颜色索引的平衡二叉树邻车查询算法。为提高仿真系统性能,对于车辆仿真过程中频繁的邻车查询进行算法优化,解决在线微观仿真中高精度与实时性的矛盾。(4)基于系统架构设计,研发了一个在线微观交通仿真系统。系统包括路网构建工具、实时交通信息系统、仿真控制交互系统和微观交通仿真节点系统。可以使用该系统对微观仿真模型和交通控制策略进行分析验证。最终通过实验证明本文研发的在线微观交通仿真系统能够满足交通领域的各层次研究需求,能够实时、真实地还原真实交通,使交通仿真过程与真实交通控制管理同步。该系统易用且高效,并具有灵活可扩展的特性,能够指导城市交通规划和管理,进而可以在一定程度上为缓解城市交通拥堵提供支持。
【关键词】：在线交通仿真 实时交通生成 邻车查询 交通流平衡分配
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-15
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究意义12-13
• 1.3 主要工作13
• 1.4 章节安排13-15
• 第二章 相关技术研究15-31
• 2.1 交通仿真技术研究15-23
• 2.1.1 交通仿真简介15-19
• 2.1.2 在线交通仿真19-23
• 2.2 交通生成模型研究23-24
• 2.2.1 交通生成模型简介23
• 2.2.2 实时交通生成方案23-24
• 2.3 交通流分配理论简介24-26
• 2.3.1 交通流分配模型分类24-25
• 2.3.2 交通流分配理论应用25-26
• 2.4 邻车查询研究26-30
• 2.4.1 近邻查询26-28
• 2.4.2 交通仿真中邻车查询28
• 2.4.3 现有交通仿真系统常用邻车查询算法28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 在线微观交通仿真系统架构31-48
• 3.1 架构设计原则31
• 3.2 系统功能设计31-32
• 3.3 在线微观交通仿真系统架构32-39
• 3.3.1 总体架构32-34
• 3.3.2 路网构建工具34-35
• 3.3.3 实时交通信息系统35
• 3.3.4 仿真控制交互系统35-37
• 3.3.5 微观交通仿真节点系统37-39
• 3.4 关键技术及问题解决方案39-46
• 3.4.1 多系统集成技术40-41
• 3.4.2 路网逻辑构建41-44
• 3.4.4 实时交通生成44-45
• 3.4.5 仿真性能优化45
• 3.4.6 多微观模型支持45-46
• 3.4.7 时间离散仿真46
• 3.5 OMTSS架构特点46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 实时交通生成模型48-62
• 4.1 实时交通生成问题定义48-50
• 4.1.1 符号定义48-49
• 4.1.2 问题定义49
• 4.1.3 问题分析49-50
• 4.2 交通数据观测区的交通生成模型50-55
• 4.2.1 交通数据采集方式50-51
• 4.2.2 交通数据观测站布设规则51-52
• 4.2.3 交通数据观测站分类52-53
• 4.2.4 交通数据观测站交通生成模型53-55
• 4.3 实测数据观测盲区交通生成模型55-60
• 4.3.1 观测盲区定义55-56
• 4.3.2 基于平衡分配理论的观测盲区交通生成模型56-58
• 4.3.3 基于历史仿真数据的观测盲区交通热点预估58-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 基于颜色索引二叉树的邻车查询算法62-78
• 5.1 邻车查询问题定义62-63
• 5.2 邻车查询场景与传统算法可行性分析63-65
• 5.2.1 查询场景描述63-64
• 5.2.2 近邻查询可行性分析64-65
• 5.3 基于颜色索引二叉树的邻车查询算法65-72
• 5.3.1 算法思想65-66
• 5.3.2 基于颜色索引二叉树存储数据结构66-69
• 5.3.3 基于颜色索引二叉树的算法实现69-72
• 5.4 邻车查询算法对比实验72-76
• 5.4.1 实验设计73
• 5.4.2 实验过程73-76
• 5.5 本章小结76-78
• 第六章 在线微观交通仿真系统实现78-101
• 6.1 路网构建工具78-81
• 6.1.1 路网编辑78-80
• 6.1.2 基础信息配置80-81
• 6.1.3 数据格式适配81
• 6.2 实时交通信息系统81-84
• 6.2.1 交通流实时信息82-83
• 6.2.2 交通控制实时信息83-84
• 6.2.3 工作流程84
• 6.3 仿真控制交互系统84-90
• 6.3.1 实时交通信息交互85
• 6.3.2 仿真计算资源管理85-87
• 6.3.3 仿真进程管理87-89
• 6.3.4 仿真进程展示89-90
• 6.3.5 交通流状态评估90
• 6.4 微观交通仿真节点系统90-98
• 6.4.1 微观仿真模型90-94
• 6.4.2 控制信息处理94-95
• 6.4.3 仿真运算95-98
• 6.5 数据库系统98-100
• 6.5.1 实时信息数据库98-99
• 6.5.2 仿真数据库99-100
• 6.6 本章小结100-101
• 第七章 系统测试及仿真实验101-116
• 7.1 系统性能测试101-102
• 7.2 在线交通仿真实验102-115
• 7.2.1 实验设计102-103
• 7.2.2 路网编辑103
• 7.2.3 实时交通信息103-106
• 7.2.4 仿真实验过程106-112
• 7.2.5 仿真数据分析112-115
• 7.3 本章小结115-116
• 第八章 全文工作总结116-118
• 8.1 工作总结116-117
• 8.2 进一步研究工作117-118
• 致谢118-119
• 参考文献119-122
• 攻读硕士期间取得的成果122-123

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本文编号：822958