基于GIS宏观仿真模型的建立和应用

摘要

随着我国城市化进程的加快，大量人口涌入城市，导致城市交通拥挤，交通问题频繁发生。如何对大城市的交通状况进行有效的仿真，以帮助制订交通规划方案，成为了各大城市需要长期面对的一个问题。因此，建立一个应用性的宏观交通仿真模型并将之运用到交通仿真系统的设计与实现中，具有很大的现实意义。 目前国际上交通仿真技术研究已经日趋成熟，越来越多的商业化专业交通仿真软件被不断地研发并投入到实际应用中。而我国自20世纪80年代才开始关注交通仿真，发展到今天相关技术仍然落后于国际水平，且商业化程度以及覆盖面都还远远不够。在这种情况下，直接运用国外高水平的商业化交通仿真软件来解决国内的交通问题是一个相对可行的方案。但是，在具体实践过程中仍然存在着一个问题：这些仿真软件中的仿真模型是否适用于我国的交通状况?另外，许多仿真软件还存在数据封闭，结果显示不直观等不足之处。 本课题首先在分析研究宏观交通仿真建模理论和我国交通现状的基础上，运用相关技术设计和实现了一个符合我国大城市交通状况的宏观交通仿真模型。模型的建立主要依据交通仿真四步骤方法进行：出行生成子模型采用基于交叉分类的生成算法；出行分布子模型采用基于重力模型的分布算法；方式划分子模型采用基于分担率曲线的算法；流量分配子模型采用基于最短路径法和增量分配的算法。接下来，应用上述模型，结合GIS技术，进一步设计开发了宏观交通仿真系统，直观地反映和显示了未来交通状况。同时，该系统将数据的管理统一到关系型数据库中，解决了仿真软件数据封闭性问题，为将来将仿真系统集成到智能交通系统提供了数据接口，极大地方便了数据共享和系统间集成。 本课题建立的模型可以应用在我国大城市的交通规划工作中，目前将该模型应用到了深圳的城市交通管理工作中，从应用效果来看，情况良好。该模型具有一定的推广价值，对我国大城市的市政规划和交通建设具有一定参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1概述

1.2选题背景

1.2.1交通仿真技术发展历史

1.2.2宏观仿真技术现状及存在的问题

1.2.3国内交通问题的特殊性

1.3研究目标与内容

1.4本章小结

第2章相关理论与技术

2.1宏观交通仿真模型理论

2.1.1出行生成模型

2.1.2出行分布模型

2.1.3方式划分模型

2.1.4流量分配模型

2.2 GIS技术

2.3 GPS技术

2.4最小二乘法与拟合优度

2.5本章小结

第3章宏观仿真模型建立

3.1模型建立综述

3.2交通影响因素

3.3交通路网建模

3.3.1交通小区的划分

3.3.2交通路段的划分

3.3.3交通路网设计

3.4交通数据调查和采集

3.4.1基础交通数据调查

3.4.2动态交通数据采集

3.5基于交叉分类法的出行生成模型

3.5.1出行产生子模型

3.5.2出行吸引子模型

3.6基于重力模型法的出行分布模型

3.6.1出行阻抗计算

3.6.2重力模型参数计算

3.6.3最小二乘法算法实现

3.7基于分担率法的方式划分模型

3.8基于增量分配法的流量分配模型

3.8.1走行时间计算

3.8.2流量分配

3.9本章小结

第4章模型应用与系统实现

4.1系统背景

4.2系统架构

4.3数据库设计

4.3.1属性数据表设计

4.3.2模型参数表设计

4.3.3交通调查数据表设计

4.3.4模型结果数据表设计

4.4宏观仿真系统模块划分

4.5路网管理模块

4.6数据输入与管理模块

4.6.1基础数据输入子模块

4.6.2基础数据修改子模块

4.7四阶段模型建立模块

4.7.1出行生成

4.7.2出行分布

4.7.3方式划分

4.7.4流量分配

4.8仿真运算模块

4.9仿真结果展示模块

4.10本章小结

第5章宏观仿真模型在深圳市的应用

5.1交通路网划分

5.2时间段划分

5.3模型应用

5.4系统运行效果

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作方向

致谢

参考文献

个人简历 在校期间发表的学术论文与研究成果