文档介绍：北方交通大学
博士学位论文
面向城市网状交通流分析的交通模拟模型体系研究
姓名:周学松
申请学位级别:博士
专业:交通运输规划与管理
指导教师:胡安洲;杨浩
19990701
要摘关键词拟研究框架,可用于研究分析网状道路条件下交通流的动态特性。,卜~:/一“感应式控制模拟模型。岢隽丝捎胛⒐鄢盗拘惺唤涌冢诠潭房鲂畔ⅰ⒗本文面向城市网状交通流分析提出了一个集成化的微观交通模拟模型体系,它包括以下五部分:道路表示、车辆行驶模拟、交通控制模拟、路径选择模型以及并行计算环境。利用相应的模拟系统一一,可以进行道路条件、个人出行选择方式以及交通控制系统对城市网状交通流的影响分析。本文提出了层次化的路网表示模型,其可同时为微观的车辆行驶模块和宏观的个人路径选择模块提供良好的数据支持。提出了在交叉行驶和换道行驶状态下的扩展跟车模型、可完整表示车辆行驶状态转移的有限状态机模型,以及无信号控制平面交叉的死锁防止模型。以上三个模型组成了完整的,适用于有控、无控交叉及多车道路段条件下的车辆行驶模型。本文提出了可表示多种信号配时方案的点控信号控制模拟模型,以及车辆史路况信息和当前路况信息来决策的出行者路径选择模型,很好地描述了路径选择的学习调整过程。固定信息可来自静态的路网地理数据:历史信息可从前一次模拟结果中取得;当前路况信息可由系统提供。车辆行驶模型、交通控制模型、基于日变动的路径选择模型组成了一个集成化、动态化的交通模为满足模拟计算的实时性要求,本文讨论了交通模拟并行设计所涉及的任式和分布式内存的并行模拟优化算法。系统使用标准关系型数据库作为并发模拟工程设计和实现的数据支持,使用了层次型扫描机制来增加模拟扫描计算效率,并建立了三维车辆运动演示系统,大大提高了模拟结果的可视化水平。最后,基于此模拟模型体系,本文初步研究了网状道路的交通流特性,各相邻交叉信号配时的关联影响,以及不同信息利用程度下的基于日变动的交通流动态演化过程。城市交通网状交通流微观交通模拟路网表示车辆行驶模型交通控制路径选择动态交通流分析务划分、数据分布和任务调度问题,并结合交通模拟专业知识设计了基于共享北方交通大学博士学位论文
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绪论§§数学分析法与模拟分析法比较随着改革开放的深入,我国的经济实力得到了快速发展。目益频繁的社会交往和商品交易对城市交通系统不断提出新的要求,使原来落后的城市道路设施愈发显得供不应求。城市交通系统中日益尖锐的供需矛盾促使更多的人力和物力进入城市交通系统及其相关问题的研究领域。本文将以计算机模拟技术为工具,对交通流模拟分析理论进行探讨。交通流分析是指通过建立模型来研究交通现象和机理的方法,其目的是为了更好地理解交通特性及其本质,使交通规划和交通管理发挥最大的功效。按所采用模型分类,它可分为数学分析法和计算机模拟分析法两类:数学分析法是通过建立数学模型,利用数学结构表达式来进行推理分析的方法;模拟分析法是通过建立计算机模拟模型,利用计算机逻辑计算功能来进行实验分析的方数学模型和模拟模型描述方式上的对比数学模型计算机模拟模型模拟实体状态属性可随模拟时钟从宏观的角度出发,将交通流比拟模拟模型的状态空间是完全离散为流体流,建立流体的连续性方程,的,系统状态仅在离散时刻由运并将离散方程转化为连续方程处理或通过引入随机参数来改造已有模同的实体可方便地描述参数的分建立数学模型和计算机模拟模型都是为了描述研究系统的基本特征及其要表建立系统各主要参数对时间的函数关系推进而改变性散行规则或随机事件来驱动建立基于随机理论的排队论模型,通过蒙特卡洛方法生成随机数来机实现用偏微分方程描述,再转化为常微系统中的参数是通过实体的属分方程来求解性、状态来描述的,因此引入不法。动态型参数分布布性离随北方交通大学博士学位论文第一章
§模拟模型体系研究综述§.⒄骨魇互銮堕查兰堂主兰垡堕奎苎二差素相互关系,本质上都是对现实系统本质特征的描述和揭示。表猯给出了两者在交通流系统特征描述方式上的对比。可以看出,在参数关系明确的条件下,数学模型具有便于分析推算和通用性强的特点。但数学模型的前提假设往往与实际情况存在一定偏差。例如,基于流体动力学的宏观交通流模型假定各个驾驶员的驾驶特性、车辆的行驶特性是无差异的,这与实际的混合流情况不相符。与数学模型相比,模拟模型可以细致地描述各实体之间的差异,能直观地体现各影响因素之间的交互作用,便于从时间和空间两个角度同时研究复杂系统的动态性。此外,直观的模拟可视化界面还有利于对复杂系统特性的理解。九十年代以来,由于各种新的交通管理措施和技术在实施、使用前需要得到充分的实验和评估,交通流分析领域的模拟分析法得到