三维数字城市的大规模微观交通仿真.pdf

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1、第33卷第3期长安大学学报(自然科学版)VoI．33NO．32013年5月JournalofChang’anUniversity(NaturalScienceEdition)May．2O13文章编号：1671—8879(2013)03—0062—07三维数字城市的大规模微观交通仿真柳有权，赵祥模，李光熙，吴恩华(1．长安大学信息工程学院，陕西西安710064；2．中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室，北京100190；3．澳门大学科技学院，澳门000853；4．中国航天科技集团公司六院十一所，陕西西安710100)摘要：为了

2、模拟大城市微观交通流状况，基于目前图形硬件的快速发展，通过把道路和交叉口分开，然后用交叉口把不同的道路和信号灯连接在一起，并在跟驰模型中加入安全约束项，充分考虑不同车道的限速问题，采用C语言设计了一种基于三层结构的异构众核计算架构的大规模三维微观交通仿真系统，运用不同测试场景进行测试。研究结果表明：该系统结构使得路网表达更为灵活，同时能体现更为真实的复杂道路细节，避免了前后车辆潜在冲突的发生；这种异构众核的仿真平台能大大提高微观交通仿真的效率，可针对大规模三维场景进行有效模拟，三维渲染耗费时间与仿真时间均随着车辆数目增长而增长，而三

3、维渲染相比之下更容易成为瓶颈；试验也验证了本文系统性能具有良好的可伸缩性。关键词：交通工程；微观交通仿真；高性能计算；异构众核；GPU中图分类号：U491．255文献标志码：ALargescalemicroscopictrafficsimulationof3DdigitalcitiesLIUYou—quan’，ZHAOXiang—mo，LIGuang—xi，WUEn—hua，。(1．SchoolofInformationEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China；

4、2．StateKeyLaboratoryofComputerScience，InstituteofSoftwareofCASChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；3．FacultyofScienceandTechnology，UniversityofMacau，Macao000853，China4．TheEleventhInstituteoftheSixthResearchAcademyofChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation，

5、Xi’an710100，Shaanxi，China)Abstract：Inordertosimulatethemicroscopictrafficsituationoflargecities。basedoncurrentfastdevelopmentofgraphicshardware，theroadstructurewasseparatedintoroadsegmentsandintersections，whichwereconnectedtogetherwithsignallights：animprovedconstraintb

6、asedfollowtheleadermethodwasgiventoupdatevehiclespositionwithdifferentspeedlimitationsofdifferentlanesconsidered．Accordinglyaheterogeneousmany—corebasedthreedimensionalmi—croscopictrafficsimulationframeworkwasimplementedwithC，whichwastestedwithdiffe卜entscenes．Theresult

7、sindicatethatsuchdesigncanmakethesystemmoreflexibleandclosertotherealitywithpotentialcollisionavoided，andcanalsopresentamorerealisticdetailedappear-ance；moreoversuchkindofheterogeneousarchitecturecanimprovethemicroscopictrafficsimu—lationefficiencygreatly，suitableforla

8、rgescale3Dcityscene．Boththecostofthreedimensionalrenderingandthecostfromsimulationbecomehigherwiththeincreasingofvehi