分布式城市交通仿真系统研究

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1、硕士学位论文第一章绪论1．2．3分布式交通仿真面临的挑战(1)平台尽管HLA提供了一个通用的仿真运行平台，目前，很少有HLA／RTI完全实现了IEEEl516定义的所有功能和接口，因此在现有RTI上运行大规模交通仿真应用系统运行效率难以保证。目前，国内外各种RTI平台着重解决的是某些领域的仿真系统的互操作性问题和可重用性问题，主要强调在军事应用领域的应用，仿真系统要求所有的联邦成员对于一个单一的联邦对象模型(FOM，FederationObjectModel)来说严格一致，否则，即使联邦成员与HLA是一致的，它们也不能互

2、操作。相对某些特殊应用而言，现有RTI在互操作和运行效率方面不能完全满足需求，或者运行效能不能最优化。目．(2)应用系统对于仿真应用而言，目前以单机版仿真系统为主，难以满足当前大规模分布式系统仿真的需求。就我国交通仿真而言，目前主要存在以下几方面不足：(1)模型描述：大多数模型都只是局限于单个交叉口的运行情况，不能反映出上、下游路段以及整个路网的动态状况。(2)系统级的城市道路交通仿真系统。交通系统仿真技术在我国的应用只有十几年的历史，还远远没有被广泛接受，并且从已经做过的工作来看，基本上都是探索性的，且大多是针对于单一

3、问题的提出而采用仿真技术作为一种验证手段，现有的能解决几个路口部分问题的仿真系统并不能构成系统级的、大规模路网的交通仿真系统，这些系统也不具备扩展性、互操作性和可重用性。(3)计算机仿真技术在交通工程领域的应用：计算机的广泛普及和应用只是近几年来的事，因此，许多从事交通工程的科研和技术人员对系统仿真技术尤其是对分布交互式仿真(DIS)高层体系结构(HLA)等先进的仿真技术了解和应用不多，因此，交通系统仿真技术的发展没有跟上智能交通运输系统和计算机仿真技术的发展。1．3本文研究的目的与意义交通问题是当今城市管理中面临的一大

4、挑战。近年来，随着私人家用车的快速急剧增加，交通堵塞问题越来越严峻。在有限资源约束下，如何充分利用道路设施，提高出行效率，是一项意义重大而又紧迫的任务。大规模分布式交通仿真为动态交通控制决策为供了强有力的支持。实践表明，在通过交通仿真优化决策后，交通效率一般有23％左右的提高，具有良好的社会效率和经济效益。’本课题研究的内容：～是基于分布式交通仿真的高层体系结构(HLA)，利5硕士学位论文第一章绪论用Microsoft．net框架搭建一个分布性，可扩充性良好的分布式仿真支撑平台，重在为分布式交通仿真系统提供运行时支持。二

5、是建立城市交通仿真模型，以逼真演示客观交通现象，在此基础上，建立符合分布式交互规范的仿真系统。以期实现道路交通的最佳管理与控制，达到路网通行能力的最大化和最优化，从而实现为缓解直至消除城市交通拥堵、推进智能交通运输系统(ITS)发展与实施进行辅助决策支持的目的卜⋯⋯。‘1．4本文结构与内容安排第l章，绪论，讨论分布式交通仿真的发展与现状，本文研究的内容。第2章讨论分布式交通仿真系统体系结构，基于HLA设计并实现一个分布式交互运行平台。第3章，研究RTI平台的数据分发服务，对基于区域匹配的数据过滤技术进行研究，并考虑其实现

6、细节。第4章，RTI平台的时间管理服务，并对其中一些经典算法予以改进。第5章，研究城市交通流微观仿真系统建模，给出驾驶行为模型，车辆生成模型，和网络信号模型。第6章研究交通仿真应用系统的开发6硕十学位论文第二章分布式交通仿真平台体系结构当前交通仿真的规模越来越大，普通单机版仿真系统难以进行大规模仿真运算，或者得出的结果精确度不够，难以适应目前需求。分布式仿真成为交通仿真发展的主流。HLA／RTI能够为分布式仿真提供一个通用的交互的平台，为仿真成员实现互操作。因此，在城市交通分布式仿真应用前提下，我们先研究并开发HLA／R

7、TI平台。本章主要讨论平台的体系结构及系统设计。HLA主要由三部分组成一～”“1：规则、接口规范、对象模型模板。其中接口规范定义了支持分布式交互仿真实现的服务，RTI(Run．timeinfrastructure)具体实现HLA接口规范，它能给各种不同类型的仿真系统搭建一个融合平台，使之成为能快速部署的组件，实现它们之间的互操作性和重用性。RTI其功能类似于分布式操作系统，不仅具有分布计算环境的特点，而且集成了分布式仿真所需要的功能。根据HLA接口规范的规定，RTI提供联邦管理、声明管理、对象管理、所有权管理、时间管理、

8、数据分发管理六大类管理服务以及一些必要的支持服务。其中时间管理和数据分发管理是RTI核心部分。分布式交通仿真有其自身运行特点和计算规律，仿真应用系统的可扩充性和高效性至关重要。我们基于HLA的思想来设计RTI平台，以分布式交通仿真的需求为导向，结合交通仿真的特点，为分布式交通仿真量身的造一个运行时平台，最大限度的提高