学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于粒计算的三层结构的交通流模拟

作　者: 黄小慧
导　师: 江顺亮
学　校: 南昌大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 元胞自动机粒计算跟随思想三层结构
分类号: U491.112
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

交通系统是一个具有非线性、随机性、大时变性和不确定性的大的复杂系统,受到很多学科专家的重视,提出了各种各样的交通流模型。其中元胞自动机模型因其规则简单和能够模拟出复杂而丰富的现象成为研究交通流的热点。粒计算是通过把复杂问题划分从而转化为若干较为简单的问题的方法,提高解决和分析问题的能力,是研究模糊的、不精确的、不完整的和海量信息处理的重要工具。本文的交通流模拟系统是基于粒计算的三层结构模型的交通流模拟,将粒计算思想引入到元胞自动机模型中,形成基于元胞、粒、交通网络三层结构模型。在三层结构模型中,首先,在粒的框架下,属于某个粒的所有车辆按照各自的演化规则完成各自的更新,完成了该粒的整体更新；其次,在交通网络的框架下,属于某个交通网络中的所有粒按照粒层的演化规则完成更新,完成交通网络的整体更新；并在该模型中引入了换道规则和基于跟驰思想的元胞自动机规则,主要研究成果和内容如下：本文是在基于元胞、粒、交通网络三层结构模型基础上,首先,完善了该三层结构模型,重新对车辆进行了划分,并引入了换道规则和基于跟驰思想的元胞自动机规则；其次,将新的三层结构模型应用到含有十字交叉口的双向双车道交通系统中进行验证和检测,采用可视化窗口模拟显示出整个交通系统的运行状况,采用时空斑图的形式显示所有车辆的运行轨迹。最后、本文采用面向对象的思想设计了交通流模拟系统,使用C#语言完成编码的工作,并在Visual Studio 2005平台上实现了该模型的可视化演化过程,分析了绿信比、交叉口的位置、信号周期的大小对该三层结构模型的影响,并和原始NS规则的交通系统进行对比,得出了该三层结构方法的可行性,具有进一步深入研究和推广的价值。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第1章引言  9-16
  1.1 交通流研究的现实意义  9-10
  1.2 交通流理论的发展及分类  10-12
    1.2.1 交通流理论的发展历程  10-11
    1.2.2 交通流理论的分类  11-12
  1.3 元胞自动机模型的研究历史  12-13
  1.4 三层结构模型  13-14
  1.5 论文的主要工作及结构  14-15
  1.6 本章小结  15-16
第2章元胞自动机理论及粒计算介绍  16-28
  2.1 元胞自动机的基本概念  17-19
    2.1.1 元胞自动机的定义  17
    2.1.2 元胞  17-18
    2.1.3 元胞空间  18
    2.1.4 邻居  18
    2.1.5 边界条件  18-19
    2.1.6 演化规则  19
  2.2 典型元胞自动机模型  19-23
    2.2.1 Wolfram及初等元胞自动机  19-20
    2.2.2 NS模型  20-21
    2.2.3 FI模型  21-22
    2.2.4 BML模型  22-23
  2.3 粒计算  23-26
    2.3.1 粒计算的主要研究方法和模型  23-24
    2.3.2 粒的定义  24-25
    2.3.3 粒的基本计算  25-26
  2.4 元胞自动机和粒计算在交通流中结合  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章基于元胞自动机、粒计算的三层结构模型  28-46
  3.1 车队的定义  28-30
  3.2 原始三层结构模型  30-33
    3.2.1 车辆的划分  30-31
    3.2.2 头车集合的演化规则  31
    3.2.3 中间车集合的演化规则  31-32
    3.2.4 尾车集合的演化规则  32
    3.2.5 该模型存在的不足之处  32-33
  3.3 改进的三层结构模型  33-40
    3.3.1 车辆的划分  33-34
    3.3.2 三层结构模型框架下的更新思想  34
    3.3.3 头车的演化规则  34-35
    3.3.4 跟随车的演化规则  35-40
  3.4 车队的合并和分离规则  40-43
  3.5 三层结构模型十字路口中车辆的运行规则  43-45
  3.6 本章小结  45-46
第4章基于三层结构模型的整体设计与实现  46-63
  4.1 基于三层结构模型整体设计  46-57
  4.2 基本参数定义  57
  4.3 模拟仿真的假设条件  57-58
  4.4 系统的实现  58-62
    4.4.1 开发平台及开发语言  58
    4.4.2 模型整体时间步进控制  58-59
    4.4.3 关键类的设计  59-62
  4.5 本章小结  62-63
第5章交通流模拟及数据分析  63-72
  5.1 绿信比对交通流系统的影响  63-67
    5.1.1 绿信比的设置和边界的关系  64-65
    5.1.2 绿信比的设置与周期时间长短的关系  65
    5.1.3 十字交叉口位置的设置对交通流的影响  65-67
  5.2 采用三层结构模型对交通流的影响  67-72
第6章总结与展望  72-75
  6.1 总结  72-74
    6.1.1 工作的总结  72-73
    6.1.2 本文的创新点  73-74
  6.2 展望  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-80
攻读学位期间的研究成果  80

基于粒计算的三层结构的交通流模拟

内容摘要

全文目录

相似论文