基于粒計算和元胞自動機的交通流系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、元胞自動機(Cellular Automata，簡稱CA)是一種時間、空間和變量均離散的數(shù)學(xué)模型，已被廣泛應(yīng)用于各種物理現(xiàn)象的模擬。粒及粒計算的概念來自Rough集理論，是Rough集理論的擴展。 在本文中，基于粒計算和元胞自動機模型，提出了全新的基于元胞、粒和交通網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)的交通流系統(tǒng)，從根本上改變了傳統(tǒng)交通流模擬系統(tǒng)的架構(gòu)，定義了全新的流程框圖以及相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在此交通流模擬系統(tǒng)中，粒及粒計算的思想反映為系統(tǒng)設(shè)計中的車隊概

2、念，而在某一時間步進(jìn)內(nèi)，交通網(wǎng)絡(luò)中所有車輛的更新將按照路段、車隊、車輛的層級順序進(jìn)行。 在此交通流模擬系統(tǒng)的設(shè)計過程中，對傳統(tǒng)的NS模型及其衍生模型的車輛運行變化規(guī)則算法進(jìn)行了大幅改進(jìn)，更好地適應(yīng)了實際的交通運行狀況。此外，此交通流模擬系統(tǒng)的設(shè)計過程中影響車輛運行狀況變化的各種參數(shù)也保證了整個系統(tǒng)良好的可擴展性。 利用面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計思想，在Visual Studio.NET平臺下實現(xiàn)了該系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)的基于NS模型的交

3、通流模型進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)NS模型相比，改進(jìn)后基于元胞、粒和交通網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)模型的交通流系統(tǒng)中，擁塞簇現(xiàn)象發(fā)生頻率明顯減小(特別是車流密度大時)，車輛平均運行速度顯著提升。 本文的創(chuàng)新點有： 1、將粒及粒計算思想與元胞自動機模型相結(jié)合，設(shè)計并實現(xiàn)了改進(jìn)后的的交通流模擬系統(tǒng)； 2、建立了基于元胞、粒及交通網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)的交通流模型，運用了一種新的結(jié)構(gòu)來研究交通流： 3、設(shè)計并實現(xiàn)了一個具有一定可擴展