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基于HLA的城市道路交通仿真系统研究

魏明  
【摘要】: 交通系统仿真是将计算机仿真技术与道路交通需求分析、通行能力分析、交通流模型等交通分析技术结合在一起,对交通现象进行分析研究的一种技术,它已成为研究和解决交通工程问题的一种直观、方便、灵活、有效的分析和评估工具。伴随着智能交通运输系统(Intelligent Transportation System, ITS)的发展,作为其核心内容之一的交通系统仿真技术正成为国内外交通工程领域研究的热点之一。 本文在对城市道路交通仿真现状进行分析研究的基础上,结合计算机系统仿真技术的最新成果——高层体系结构(High Level Architecture, HLA)对城市道路交通仿真技术进行了初步探讨与研究,充分利用HLA可重用性和互操作的思想和规则开发了一个通用的城市道路交通仿真系统(Urban Road Traffic Simulation System, URTSS)。 本文运用交通工程理论和计算机系统仿真技术,围绕城市道路交通开展了如下几个方面的工作: 1.对北京市区某典型拥堵路段交通流进行调查,对调查结果的不同方面进行研究分析,对调查数据采用数理统计方法进行分析,确认北京这样的大城市部分拥堵路段的交通流分布情况(正态分布);同时还对各流向的车型构成比例进行了描述,为所开发的城市道路交通仿真系统提供了基于城市道路实际交通流的交通生成模型。 2.建立了城市道路交通仿真系统模型框架体系结构。该体系结构由城市道路交通网络结构模型、交通生成模型、车辆行驶行为模型、城市道路交通网络分析模型四类模型组成。这些模型是基于实际城市道路交通元素的,可以作为未来城市道路交通仿真系统的模型框架体系结构基础。 3.建立了城市道路交通仿真系统的功能模型:城市道路交通网络结构模型、交通生成模型、车辆行驶行为模型(车辆跟驰原理、紧密跟驰行驶行为、常规超车换道过程、强行挤车换道行驶以及由此引起的延误模型)。在城市道路交通网络分析模型中分析了车辆在途旅行时间构成以及交叉口时间延误模型、行车路线选择及其最优路径算法。 4.构建了基于HLA的城市道路交通仿真系统联邦(URTSS联邦)。利用HLA的思想和规则,构建了一个可重用的城市道路交通仿真系统联邦(URTSS联邦)。设计与开发了URTSS联邦成员。在URTSS联邦的基础上,根据仿真应用功能的划分,按照HLA联邦成员的规则设计与开发了两个联邦成员:仿真过程联邦成员和可视化联邦成员。 中国农业大学博士学位论文 摘 要 5.开发了基于HLA的城市道路交通仿真系统(URTSS仿真系统)。作出了一个演示范例。


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