基于面向对象的城市道路微观交通仿真的研究与设计

摘要

城市交通系统是一个随机的、复杂的大系统,难以在现实交通环境中对其进行反复的建模与控制研究,所以应用计算机技术进行交通仿真就成了一种很有效的技术手段。利用交通仿真,可以逼真地仿真交通流的各种交通现象,深入地分析各类交通特性,为有效地进行交通规划、交通组织与管理提供一个直观、高效、灵活的实验和测试平台。而且通过仿真的方法,可以实时再现城市局部的交通流现象,通过多次仿真运行优化其控制参数,为交通组织管理提供决策依据。因此,交通仿真在城市交通控制方面的研究有很大的应用前景。
　　本文以面向对象程序设计思想为基础,以包括三个交叉口的道路为研究对象,采用基于交通流理论的车辆运动模型和计算机仿真理论构建城市交通微观仿真软件。该软件是以VisualC++6.0为开发平台,用C++编程实现了功能模块。其基本具备了路网构建和管理、交通流运行的实时动画仿真、交通模拟控制及数据统计等功能。具体内容如下:
　　1.运用面向对象方法与可视化技术开发了城市交通微观仿真系统。首先阐述了仿真的基础理论交通流理论,在交叉口的控制方法上,提出了模糊控制策略。
　　2.城市交通微观仿真系统的模型体系研究。交通微观仿真系统的模型体系是交通仿真的核心内容,模型体系的正确性直接决定了仿真系统的成败。本文主要立足于城市道路微观交通流仿真系统的建模与实现,首先选定和改进了适合计算机模拟的微观交通流的各仿真模型:路网模型、交通信号控制模型、车辆产生模型、车辆自由行驶和跟驰模型、交叉口交通仿真模型等。然后把这些模型有机地结合起来,编制各模型的实现模块,确定系统的仿真方法。
　　3.通过具体实验,对软件的功能进行了测试分析,同时也验证了模型算法实现的可行性和模型的逼真度,进而说明了该系统的实用功能。

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第一章 绪论

1.1 交通仿真技术

1.2 交通仿真模型概述

1.3 国内外交通仿真研究现状

1.4 微观交通仿真的应用前景

1.5 本文的主要工作

第二章 交通流理论和平面交叉口的交通控制

2.1 交通流理论

2.2 平面交叉口的交通控制

2.3 信号控制的参数及其评价指标

第三章 微观交通仿真系统模型的体系结构

3.1 微观交通仿真系统概述

3.2 道路设施模型

3.3 车辆产生模型

3.4 车辆运动模型

3.5 交叉口交通仿真模型

3.6 车辆运行轨迹模型

3.7 Timer—定时器

第四章 城市道路交通流微观仿真系统设计

4.1 面向对象的设计方法和可视化技术

4.2 仿真系统总体结构

4.3 系统主要模块设计

第五章 仿真结果分析及应用

5.1 仿真环境的初始化

5.2 仿真模拟及结果输出

5.3 仿真系统的应用

第六章 结 论

6.1 本文的研究成果

6.2 进一步的工作

参考文献

致谢

附录 仿真系统动画界面图

个人简历、在学校期间发表的学术论文

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