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网格环境中区域混合交通流并行仿真研究

支青  
【摘要】:交通并行仿真逐渐成为求解城市交通问题的有效手段。本文结合宏观交通仿真的特点研究了交通并行仿真的若干关键技术,在Globus网格平台MPI并行环境中设计并实现了基于网格的区域混合交通流并行仿真(GTPS)系统。 研究了并行计算任务在异构环境下的调度问题,提出了异构环境中独立任务的调度算法(PMM算法和BM算法)。实验数据表明,这两个算法的复杂性与通常用作评测标准的Min-min算法相同,但调度性能有明显改进。分析了现有的四类同步策略(保守同步策略、乐观同步策略、混合同步策略、自适应同步策略)在宏观交通仿真中的应用以及优缺点。针对宏观交通仿真的特点,提出了新的同步策略,并实际运用于GTPS系统中。新同步策略充分利甩宏观交通的特点,既避免了保守仿真的巨大通信开销,又避免了乐观仿真中回滚造成的存储和计算开销。 为了使GTPS系统更好地模拟真实世界并适当降低实际交通问题的复杂性,提出了三条基本假设。在此基础上,建立了交通仿真模型,包含六个子模型,分别是交通信号灯变化模型、车辆产生模型、车辆行驶模型、车速限定模型、路网描述模型、路网分析模型。本文以面向对象韵方式设计并实现了GTPS系统。该系统有四类对象,分别是交通实体对象,仿真交互对象,通信对象,数据统计对象。采用C++和MPI在Globus网格环境中实现了该系统。


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