基于CPN的交通流建模与自动建模方法的研究

摘要

随着社会经济的飞速发展和科学技术的突飞猛进,交通需求日益增加,交通拥堵越来越严重,一定程度上制约着国民经济的发展。如何合理并科学地改善和提高现有交通网络的运行效率,已成为一个亟待解决的问题。交通诱导系统是改善目前交通问题的一种有效手段,交通流建模则是交通诱导的基础,也是关键环节。本文根据国内外交通流诱导系统的现状,结合我国目前交通信息化和交通设施的基本条件,在综合分析与比较的基础之上,合理的设计出适合我国高速公路的交通流诱导系统总体框架,描述了高速公路交通流诱导系统的过程。
　　交通诱导系统具备离散事件系统特有的同步、并发、冲突、互斥、资源共享等特征,Petri网是一套兼具图形和数学理论基础的流程分析工具,由于具有完备的数学理论基础,因而使其很快成为用来描述与分析交通诱导系统同步、并发、互斥等行为的有效工具。本文利用petri网建立了高速公路交通流模型,通过模型动态运行后的仿真结果评价系统性能。
　　首先根据高速公路的特点,对路网抽象化后,建立了路网模型的有向图,为petri网建模提供了模型依据。其次在高速公路路网有向图的基础上,运用有色petri网的技术,在CPNtools环境下,对高速公路交通流进行建模,详细介绍了交通流模型的性能,通过仿真报告和状态空间报告,分析和验证交通流模型的有效性与正确性。最后通过对CPNtools文件的格式和内容进行分析,运用dom4j在java平台下对文件进行读取、修改和输出等操作,达到交通网络自动建模的目的,解决CPNtools中手动建模速度慢、效率低的问题,以实现高速公路交通网络快速、准确建模与仿真的功能。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景、目的及意义

1.2国内外概况和发展趋势

1.3交通流诱导系统建模概述

1.4本论文的主要内容及结构

第二章 高速公路交通流诱导系统的总体设计

2.1一般交通流诱导系统的构成

2.2动态交通流诱导系统分类

2.3交通流诱导系统的基本架构

2.4工作过程

2.5本章小结

第三章 petri网的基本理论

3.1引言

3.2 petri网理论的基本概念和知识

3.3 Petri网的图形表示

3.4事件间的基本关系

3.5 Petri网的基本性质

3.6 petri网的分析技术

3.7有色petri网

3.8 petri网在高速公路交通中的适用性分析

3.9本章小结

第四章 基于petri网的交通流建模

4.1建模工具CPN Tools简介

4.2路网结构模型的建立

4.3有色petri网交通流建模

4.4模型的数据收集与检验

4.5本章小结

第五章 自动建模方法的研究

5.1 CPN文件的分析

5.2 dom4j的介绍

5.3方法检验

5.4模型的动态仿真结果

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢