文档介绍：分类号:TP39
10710-2009124067
硕士学位论文
基于混杂 Petri 网的城市交叉口
交通流模型研究
王潇
导师姓名职称赵祥模教授
申请学位级别工学硕士学科专业名称计算机应用技术
论文提交日期 2012 年5 月 6 日论文答辩日期 2012 年6 月11 日
学位授予单位长安大学
Urban Intersection traffic flow model
Based on Hybrid s
A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate:Wang xiao
Supervisor:Prof. Zhao Xiangmo
Chang’an University, Xi’an, China
摘要
城市交叉口是城市交通拥堵的多发地段,它由连续的交通流和离散的信号灯变化构
成。因此,城市交叉口是一个典型的混杂系统。在对混杂系统进行建模方法选取时,
由于混杂 Petri 网(HPN)建模方法是可以直观地反映出混杂物理系统的并发分布式结
构,因此,本文对基于混杂 Petri 网的交叉口交通流模型进行了分析。
本文主要作出了以下研究:
1、根据交叉口结构的混杂特点,将交叉口处信号灯的动态变化用混杂 Petri 网的离
散部分来表示,交通流的动态变化用混杂 Petri 网的连续部分用来表示,从而构建了基
于混杂 Petri 网的四相位交叉口建模。
2、在对相位设置的方法进行分析后,本文对四相位交叉口进行了扩展,将其右转
车辆分离后成为两个独立的相位,从而进行了基于混杂 Petri 网的六相位交叉口建模,
并提供了验证该模型的具体思路。
3、在基于混杂 Petri 网的四相位交叉口建模的基础上,本文根据行人交通特性,利
用 Matlab 及 Visual Studio2005,分析了行人对信号交叉口处交通流的影响。基于所得结
果,将行人流类比车流,进行了混杂 Petri 网行人交通流建模,并根据 Petri 网技术对该
模型进行了优化。
4、本文采用目前较为常用的 Petri 网建模软件-CPNtools(CPNs),对行人交通流模
型进行了仿真,根据所得状态空间及可达树,得出了该模型的一些动态性质,继而证明
了模型有较高的可靠性与可行性。
通过利用混杂 Petri 网来建模城市的交通系统的方法充分展现了城市交通系统的混
杂特性,本文的研究成果,能够为城市的交通分析、预报以及控制,提供了一定的技术
支持与理论基础。
关键词:混杂 Petri 网(HPN)建模,行人过街行为,行人交通流,CPNtools
i
Abstract
Urban intersection is the black spot of urban traffic congestion, which consists of
continuous traffic flow and discrete signal light change. Therefore, the urban intersection is a
typical hybrid system. When selectting the method of modeling on hybrid system, Hybrid
(HPN) modeling method can directly reflect the structure of hybird physical system
and therefore, the intersection traffic flow model based on hybrid s was studied in
this article.
In this paper, main study contents are as follows:
1、According to the hybrid characteristic of the intersection structure. the dynamic
changes of the intersection lights was represented by the discrete part of the hybrid s
while the dynamic changes of traffi