基于WSRF的交通信息服务网格的研究

论文摘要

网格自从90年代中期被提出以来,得到了迅速的发展,被称为是“因特网的第三次革命”。网格是一种基础设施,具有分布性、动态性、异构性、协作性以及服务质量高要求性等特点,目的是进行资源整合与协同解决问题。计算网格在科学和工程计算方面取得了巨大的成就。随着网格技术的不断发展与成熟,网格已经在许多不同的领域得到广泛应用。由于现代交通的迅速发展,将网格技术应用于交通管理决策支持是近年来的一个研究热点。针对城市和公路交通管理决策支持中存在的问题,建设交通信息服务网格（TISG）可以提供一种有效的解决方法。TISG目的是将分布于不同地域的各种异构交通资源通过高速互连网络连接起来进行统一管理,实现资源的全面共享与协同工作,建立对交通参与者透明的高性能交通服务平台,消除交通信息孤岛,改善交通环境,提高城市的交通容量,以满足多层次、全方位的交通需求。在充分地分析相关需求并借鉴大量相关材料的基础上,本文主要研究TISG的体系结构、总体设计、关键技术以及基于网格的交通流模拟实验问题。TISG的体系结构建立在OGSA基础之上,采用层次结构,并遵循OGSA的最新核心规范WSRF,使得TISG的体系结构一开始就定位于开放的、国际标准化的基础之上。在Red Had Linux操作系统与Globus Toolkit 4.0网格平台基础上,讨论了借助PostgreSQL、PBS、MPICH-G2、Java CoG Kits等开发工具实现TISG的方案,给出了TISG的分层结构和系统设计。在TISG的关键技术部分,研究了异构数据库的整合、信息集成、服务的组合与封装、可扩展的网格门户。车道交通流量模拟是交通管理决策支持的一个重要内容。在TISG环境下,对单车道交通流量模拟问题进行了研究。交通路网是一个复杂的庞大系统,在单车道交通流量的模拟研究中,对道路与环境的处理引入了地理元胞自动机理论。为实现人与交通工具相结合体的智能行为,引入了智能体概念。在网格环境下,建立了一个多智能体系统,以进行单车道交通流模拟实验研究。利用网格开发工具GT4中间件,在Eclipse环境下完成实现了模拟实验系统。结果表明,在TISG环境下可以高效地进行交通流模拟实验。本文对交通信息服务网格建设中的部分问题和交通流模拟进行了研究,通过交通流模拟实验,验证了所提方案的可行性、实用性、高效性。本文对网格技术在交通管理决策支持中的应用进行了有益的尝试,但还需要继续完善、改进。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 网格技术的发展
• 1.1.2 智能交通系统
• 1.1.3 交通信息服务网格
• 1.2 研究内容和主要贡献
• 1.3 研究思路和论文结构
• 1.3.1 研究思路
• 1.3.2 论文的组织结构
• 第2章 基于WSRF的交通信息服务网格的体系结构
• 2.1 OGSA
• 2.1.1 基本思想
• 2.1.2 网格服务
• 2.1.3 运行环境
• 2.1.4 基于OGSA的虚拟组织
• 2.2 WSRF规范
• 2.2.1 WSRF产生
• 2.2.2 WSRF内容
• 2.2.3 WSRF特点
• 2.3 TISG体系结构
• 2.3.1 设备组成
• 2.3.2 体系结构
• 2.3.3 独具特色
• 2.4 本章小节
• 第3章 TISG的总体设计
• 3.1 需求分析
• 3.2 设计目标
• 3.3 设计原则
• 3.4 总体设计
• 3.4.1 网格节点
• 3.4.2 网格中间件
• 3.4.3 网格应用支持工具
• 3.4.4 应用层服务
• 3.5 本章小结
• 第4章 TISG的关键技术研究
• 4.1 异构数据库整合
• 4.2 信息集成
• 4.3 服务组合与封装
• 4.4 可扩展的网格门户
• 4.4.1 网格门户
• 4.4.2 可扩展网格门户的设计
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于TISG的交通流模拟研究
• 5.1 交通流
• 5.2 元胞自动机
• 5.3 多智能体系统
• 5.4 交通流模拟的设计
• 5.4.1 交通路网层次化
• 5.4.2 NaSch模型及其改进
• 5.4.3 交通流多智能体系统
• 5.4.4 知识库的组建与模式匹配及推理过程
• 5.5 本章小结
• 第6章 单车道交通流实验
• 6.1 开发环境
• 6.2 开发过程
• 6.3 基于Java的Agent开发
• 6.4 运行结果
• 6.5 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 论文工作总结
• 7.2 将来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间的论文发表和项目情况
• 作者从事科学研究和学习经历的简历