论文摘要
交通问题一直关乎人们正常的行为活动。随着中国经济的不断发展,大城市的规模不断扩大,近年来全国机动车保有量持续增长,一线城市诸如北京、上海、广州的交通压力不断加大。近期北京更是出台了机动车摇号措施以缓解首都的交通状况,解决交通问题迫在眉睫。而交通仿真作为研究和解决交通问题的重要工具,其重要性不言而喻。微观交通仿真由于更接近交通流的本质,在交通工程和研究领域日益受到重视。在交通仿真的研究中,元胞自动机(CA)模型虽然规则简单但却能模拟、解释众多复杂多变的交通现象,并且模拟效率很高,因此一直是微观交通仿真研究的热点。但是,传统的CA模型由于模型自身的规则和特点,只能适用于较大尺度、颗粒较粗糙的交通仿真研究。综合考虑我国的交通问题特点和实际情况,需要结合实际情况,具体问题具体分析,有针对性的对CA模型进行相应的改进,从而达到仿真效果。本文对传统的CA模型进行了改进,提出了时间和空间划分粒度可控的CA模型,并且融合了改进的车辆跟驰模型和驾驶员模型。新的CA模型保留了传统CA模型的并行性的特点,因而在进行软件仿真时模拟效率比较高。此外,新模型的时空结构使得任何微观仿真新模型的研究成果方便的加入元胞自动机模型的规则中,从而能更加接近现实的交通状况。并且,新模型的时空划分方法又为不同尺度交通实体在同一空间范围的研究提供了新的思路。尤其针对我国复杂的交通问题,国外模型都不能很好的拟合并解释,而新模型对车辆跟驰行为和驾驶员行为的研究和改进,对解决这一问题具有非常重要的现实意义。本文运用C#和Direct X技术进行软件开发的仿真软件,基于以上的关于CA模型、车辆跟驰模型和驾驶员模型的研究和总结,充分利用了C#开发的便捷性和良好的用户交互界面,并且结合DirectX的高速计算和强大的动态渲染效果,对事先设置的不同的仿真测试场景进行仿真,并结合输出的数据进行了道路和车辆的数据的统计和分析,最后验证了本文的改进的元胞自动机车辆微观仿真模型的正确性,符合实际预期要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 交通系统仿真1.2 微观交通仿真1.3 国内外研究综述1.4 论文研究意义1.5 论文研究内容第二章 改进的元胞自动机模型2.1 元胞自动机模型2.1.1 元胞自动机简介2.1.2 交通仿真中的元胞自动机2.1.3 元胞自动机构成2.1.4 元胞自动机的特点2.2 改进的元胞自动机2.2.1 改进的元胞自动机的结构2.2.2 改进的元胞自动机优点第三章 改进的车辆行为模型3.1 跟驰模型3.1.1 跟驰模型综述3.1.2 跟驰模型的确定3.1.3 单车道车辆跟驰模型3.1.4 单车道车辆行为3.2 换道模型3.2.1 换道模型综述3.2.2 换道模型分类3.2.3 换道模型的确定3.2.4 基础换道模型所需参数及意义3.2.5 基本的双车道换道模型3.2.6 多车道换道模型3.3 驾驶员模型3.3.1 驾驶员模型综述3.3.2 驾驶员模型的确定第四章 交通仿真软件的设计和开发4.1 总体框架4.2 开发语言4.2.1 C#开发语言4.2.2 Direct X技术4.3 功能需求4.3.1 系统参数设定4.3.2 路网参数设定4.3.3 车辆库设定4.3.4 检测点设定4.3.5 测试场景选择4.3.6 驾驶员行为参数4.3.7 仿真测试数据输出4.4 软件设计4.4.1 路网几何描述4.4.2 车辆类型描述4.4.3 车辆行为描述4.4.4 驾驶员模型描述4.4.5 仿真检测点描述4.5 仿真实现4.5.1 仿真流程4.5.2 路网的建立4.5.3 车辆跟驰行为4.5.4 仿真检测4.5.5 仿真效果4.6 仿真软件中的随机性4.6.1 随机数的产生4.6.2 仿真软件中随机性的体现第五章 仿真软件验证5.1 自由流场景验证5.2 跟驰场景验证5.2.1 跟驰场景15.2.2 跟驰场景25.3 换道场景验证第六章 总结与展望参考文献致谢攻读硕士学位期间取得的学术成果
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