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1、基于面向对象的交通仿真设计毕业论文0 引言 随着我国国民经济的迅猛发展,城市机动车的保有量逐年上升,城市土地利用和开发也带来了城市布局以及环境的改变,由此引起的城市交通阻塞和混乱情况日益严重。为了有效地提高城市道路的利用率,解决交通拥堵问题,有必要对城市道路的交通现状做出科学的分析,找出合理的改善措施。交通流微观仿真作为交通优化设计的一个重要手段,可以从交叉口的设计、交通流的组织和渠化以及信号控制等方面来对交通现状进行仿真分析,在费用及时间投入都很少的情况下及时得出评估结果,提出最优方案,改善交通状况。1.交通仿真的发展及研究现状1.1交通仿真的研究意义随着社会的发展
2、，影响交通系统的相关因素越来越多，而我们又总是力求寻找最优解决方案，以期解决各种交通问题，然而，在现实交通环境中，某些领域需要大量资金的投入，某些领域还隐含着很多不安全因素，这就使得寻求最优方案的期望变得很渺茫，甚至是不可能现实的。此时，应用计算机技术进行交通仿真就成为了一种很有效的技术手段。交通仿真是计算机技术在交通工程领域的一个重要应用，它不仅可以复现交通流时空变化的技术、为交通道路设计规划提供技术依据，而且还可以对各种参数进行比较和评价，以及环境影响的评价等。同时，交通仿真系统通过计算机动画手段能够非常直观地表现出路网上车辆的运行情况，动画过程中哪个局部位置的交通
3、拥挤比较突出？哪个地方比较畅通，均可以做到一目了然。因此，交通仿真就成了交通工程研究人员测试和优化各种道路交通规划、设计方案、描述复杂道路交通现象的一种直观、方便、灵活、有效的交通分析工具。交通仿真技术作为智能交通运输系统（ITS）的一项重要内容，伴随着ITS的蓬勃发展，目前已成为国内外交通工程界研究的热点领域之一。1.2交通仿真研究的核心内容46要建立一个能尽可能反映真实状况的仿真系统，必须有一个与之匹配的仿真模型，建立的模型要便于仿真系统逼真地模拟实现路网中的各种实际交通行为，如车辆的跟驰行驶、车道变换、超车行驶、道路交叉口信号灯的控制等各种变化情况；另外，为了使仿
4、真系统达到交通规划、评价的性能，还要求模型的建立要便于仿真系统能够随时反应全局路网的动态特性，以及能记录路网中任一实体当前的各种状态和彼此间的关系，以便于获得各种统计参数。所以，交通仿真模型的建立和交通仿真系统的开发就成了交通仿真研究的两个核心内容。1.3交通仿真模型分类根据交通仿真模型对交通系统描述的细节程度不同，可将交通仿真模型划分为宏观、中观(又称准微观)、微观3种.1.3.1宏观交通仿真模型宏观交通仿真模型对交通系统的要素、实体、行为及其相互作用的细节描述非常粗糙，例如通过流密度等关系来描述交通流的一些集聚性的宏观模型，对车道变换之类的细节行为可能根本不予以描述
5、。宏观模型的重要参数是车辆速度、密度和流量。宏观交通仿真模型对计算机资源要求较低，它的仿真速度很快，主要用于研究交通基础设施的新建与扩建及宏观管理措施等。根据目前计算机硬件的发展水平，可以在大规模的路网范围内进行交通宏观仿真。1.3.2中观交通仿真模型相对于宏观模型来说，中观模型对交通系统要素、实体运动和相互作用的细节描述程度要比宏观模型高得多。例如，中观交通仿真模型对交通流的描述往往以若干辆车构成的队列为单元，能够描述队列在路段和节点的流入和流出行为，就每辆车而言，车道变换被描述成建立在相关车道的实体基础上的瞬时决策事件，而非细致的车辆间相互作用。1.3.3微观交通仿
6、真模型由于微观交通仿真模型既融合了宏观和中观模型的某些方面，又非常细致地描述了交通系统的交通环境及车辆实体等构成要素，因而它对交通系统的要素及行为等的细节描述程度是346种模型中最高的。它是以单个车辆为对象，通过一些相对简单但真实的仿真模型来模拟车辆在不同道路和交通条件下的路网上运行，并以动态图像的形式显示出来，在描述和评价路网交通流状况方面具有传统数学模型所无法比拟的优越性。例如，微观模型对交通流的描述是以单个车辆为基本单元的，车辆在道路上的跟车、超车及车道变换行为等微观行为都能够非常细致和真实的反映出来。微观模型的重要参数是每辆车的当前速度和位置。当前的交通仿真模型
7、在一定程度上基本能满足仿真的需要,但是也存在或多或少的不足之处,如大部分的仿真都是理想化的仿真,略去了行人和自行车的影响等,而这些在实际交通中是具有很大影响力的交通因素。将来交通仿真的发展趋势势必会向着虚拟现实技术和并行计算的方向发展,因为虚拟现实技术有着实景仿真的效果,并行计算具备处理海量数据的能力。随着计算机技术和相关知识的发展,交通仿真会更加成熟,在交通工程领域也必将发挥着越来越大的作用。1.4交通仿真的研究状况1.4.1国外交通仿真的发展目前，国外在交通仿真研究方面已经进行了有效的、比较成熟的工作，并开发了众多的交通仿真软件，其中
