基于仿真的动态交通分配模型研究及实现

本论文主要研究了4部分内容:基于仿真的动态交通分配模型和算法研究;基于动态交通分配的交通流预测模型和算法研究;用于动态交通分配的并行化基础算法研究;模型系统的开发实现和数据测试。 这4部分以基于仿真的动态交通分配研究为核心,论文首先在深入分析动态交通分配的研究现状和问题的基础上,本着解决动态交通分配在智能交通系统应用中的主要问题的目的,设计了一个多点计算交叉口离散车辆仿真模型。该仿真模型用来求解动态交通分配模型中的路段走行时间和交通流关系,在单车仿真基础上构造了对交叉口信号配时控制的模拟、交叉口车道转向划分和多车道的模拟模型及算法。模型能够输出每一辆车的全程路径和离开进入每个路段的时间,能够对每个交叉口给出交叉口延误、内部延误和出发延误三种延误信息;给出时间序列的路段流量和走行时间信息;以及给出车辆的全部选择路径和每条路径的平均走行时间。同时该模型的具有很好的单机效率和极好的并行能力。 在此基础上,将动态交通分配模型用于动态交通流预测,并提出了基础模型和扩展模型两个模型,这两个模型分别解决计算效率问题和精度问题,可以在实际应用中灵活使用。然后论文进行了用于动态交通分配的并行化初步研究,给出了并行静态交通分配算法和网络图拆分算法,并对本论文给出的模型进行了并行性的分析。 最后论文将仿真模型开发实现,给出了模型的详细执行算法和部分主要模块的数据结构。为了提高程序执行效率,选用C++语言进行开发实现,一共设计了19个类和21个结构体,实现了251个函数和8000行代码。通过数个小型网络的样例给出了模型的能力说明,同时通过对营口市道路网的实际数据测试,证明了模型的完整性和开发的完善性,而且给出了实际单机执行的时间消耗。这些数据说明模型具有实际应用能力,无论是仿真能力和执行效率都可以满足实际应用的需要。