基于Jess的城市微观交通仿真系统的研究

论文摘要

交通仿真是用数学模型复现交通流时间空间变化的技术。随着智能交通系统(ITS)的日益发展,交通仿真技术在交通管理、交通控制、交通规划和交通设施改造中越来越得到广泛地应用。由于交通系统具有高度的非线性、复杂性和随机性,在交通仿真系统中应用结合3D仿真的模糊控制原理是一种很有潜力的方法。国内外许多学者对交通系统的模糊控制进行了研究,取得了不少有益的成果。本文在此基础上,将开发专家系统的思想引入到交通仿真系统中,提出一种以Jess、FuzzyJToolKit、X3D技术为基础的新一代开发仿真系统的解决方案,并结合一个开发实例来演示此仿真方法的开发过程。另外,Jess、FuzzyJ ToolKit、X3D三种技术的结合使用是本论文的难点,也是创新点。传统的交通仿真软件是面向人与单机的交互,而本论文将Jess以标签的形式嵌入到JSP页面下,根据建立的交通规则库推导出的结论,从而更改X3D中节点的属性值,并以Web页面的形式显示仿真的结果,建立基于Web的交通仿真系统。虽然利用Jess与X3D技术相结合开发仿真系统,一些领域已经应用到此技术,但是其没有与模糊控制技术相结合。本论文所提出的方法不但解决了其不能实现模糊控制的不足,而且具有功能更强大、适应范围更广泛等优点。本论文深入研究了Jess、FuzzyJ ToolKit、X3D三种技术,以及模糊控制原理在交通仿真方面的应用,并对其关键技术点进行了讨论。本论文在ECLIPSE开发平台下,编程实现十字路口自适应交通控制的仿真并给出了仿真结果,相关研究方法对于其它仿真系统的实现与改进具有一定的现实意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 课题研究内容
• 1.3 论文组织结构
• 第2章 相关技术理论简介
• 2.1 基于JAVA的专家系统开发工具--JESS
• 2.1.1 Jess的基础组成与知识表示
• 2.1.2 Jess的推理机制
• 2.1.3 在Java程序中集成Jess
• 2.1.4 Jess的开发环境
• 2.2 模糊控制理论概述
• 2.2.1 模糊逻辑
• 2.2.2 模糊控制
• 2.3 模糊专家系统外壳—— FUZZY TOOLKIT
• 2.3.1 FuzzyJ ToolKit简介
• 2.3.2 基于Java/FuzzyJ ToolKit的实现
• 2.4 三维开放标准--X3D
• 2.4.1 X3D简介
• 2.4.2 X3D文件结构
• 2.4.3 X3D 开发与运行环境
• 2.5 小结
• 第3章 JESS与X3D技术的链接研究与实现
• 3.1 传统的链接技术
• 3.2 新的链接技术
• 3.3 两种链接技术的比较
• 3.4 小结
• 第4章 十字路口自适应交通控制的实现
• 4.1 系统的设计思想
• 4.2 十字路口自适应交通控制仿真模型结构与仿真流程
• 4.3 交通规则知识库的建立
• 4.3.1 车辆状态规则
• 4.3.2 车辆停车规则
• 4.3.3 车辆行驶规则
• 4.3.4 变换车道规则
• 4.3.5 排队－消散规则
• 4.3.6 事件反应规则
• 4.4 十字路口自适应交通灯信号配时方案
• 4.4.1 十字路口自适应交通控制的分析与实现
• 4.4.1.1 十字路口自适应交通控制的思想
• 4.4.1.2 模糊逻辑控制器的设计
• 4.5 仿真平台的介绍
• 4.5.1 硬件环境
• 4.5.2 软件环境
• 4.6 仿真测试与结果分析
• 4.6.1 初始工作界面
• 4.6.2 基于JESS的城市微观交通仿真系统的过程演示
• 4.7 小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 课题展望
• 参考文献
• 致谢