面向控制与诱导协调系统的仿真平台研究

论文摘要

智能交通系统中城市交通的在线管理主要是由交通控制系统、交通诱导系统以及交通协调系统组成的城市交通控制与诱导协调系统来完成。交通控制、诱导、协调系统在实验室研究并建立后,各系统中优化算法的验证、设备运行状况的测试则尤为重要。盲目的将实验产品进行大面积建设无疑需要大量的资金投入,并面临着巨大的风险。因此,有必要建立一套可以在实验室环境下对整个系统进行模拟与预测的仿真平台,以便为系统研制与测试提供依据,从而增加系统建设的成功率并降低实验性的建设成本。文章从分析城市交通控制与诱导协调系统入手,讨论了交通信号控制系统与车辆路线诱导系统的结构层次及二者在各个层次上的关联关系,分析了可能的协调系统的协调模式。随后对现有交通控制与诱导设备进行了介绍,并给出了一种较理想的交通控制与诱导协调系统的设计方案。交通控制与诱导设备仿真单元和交通流仿真单元构成了面向交通控制与诱导协调系统的仿真平台。前者主要由检测器、信号灯、路口控制机、诱导信息显示屏以及车载诱导设备等的仿真组成。后者则是基于交通元胞自动机模型的带有控制诱导仿真单元接口的城市微观交通流仿真系统,主要包括:车辆在道路上、在路口中的行驶规则设计,车辆各种微观行驶动作的设计,以及车辆、路网生成,数据存储等。根据本文设计,在Visual C++平台上对该仿真平台进行了实际开发,目前取得了较满意的效果。控制、诱导、协调、仿真多系统协同工作,从而实现对真实交通控制诱导设备及其算法的检验与验证则是本平台的最终目的。文章对仿真与现实多系统在线联机的实验环境以及运行模式进行了相应的讨论。实验证明,本文的协同工作机制是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 交通流仿真的发展和研究现状
• 1.1.1 交通流仿真研究的意义
• 1.1.2 交通仿真的研究现状
• 1.1.3 交通流仿真模型的分类和特点
• 1.2 交通元胞自动机模型
• 1.2.1 元胞自动机模型的理论基础
• 1.2.2 元胞自动机模型的主要特点
• 1.2.3 交通元胞自动机模型
• 1.3 本文主要研究内容及论文结构
• 第二章 交通控制与诱导协调系统
• 2.1 城市交通控制与诱导协调系统
• 2.1.1 UTCS 和 VRGS 的结构层次
• 2.1.2 UTCS 和 VRGS 间的关联
• 2.1.3 UTCS 和 VRGS 的协调模式
• 2.2 城市交通控制与诱导设备
• 2.2.1 交通数据采集设备
• 2.2.2 交通控制设备
• 2.2.3 交通诱导设备
• 2.3 交通控制与诱导协调系统总体设计方案
• 2.4 本章总结
• 第三章 面向交通控制与诱导协调系统的仿真平台
• 3.1 面向控制与诱导协调系统的仿真平台总体设计
• 3.1.1 仿真平台的层次结构
• 3.1.2 仿真系统的系统结构
• 3.2 交通流仿真单元设计
• 3.2.1 车辆在道路上行驶规则设计
• 3.2.2 车辆在路口中行驶规则设计
• 3.2.3 车辆行驶动作规则设计
• 3.2.4 其他
• 3.3 交通控制与诱导设备仿真单元设计
• 3.3.1 检测器类
• 3.3.2 信号灯类和路口控制器类
• 3.3.3 诱导信息显示屏类和车载诱导设备类
• 3.4 运行结果
• 3.5 本章总结
• 第四章 面向控制与诱导协调系统的仿真平台协调工作机制
• 4.1 多系统间的交互
• 4.2 多系统工作原理
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢