基于面向对象的交通仿真设计毕业论文.doc

基于面向对象的交通仿真设计毕业论文 0　引言　　随着我国国民经济的迅猛发展,城市机动车的保有量逐年上升,城市土地利用和开发也带来了城市布局以及环境的改变,由此引起的城市交通阻塞和混乱情况日益严重。为了有效地提高城市道路的利用率,解决交通拥堵问题,有必要对城市道路的交通现状做出科学的分析,找出合理的改善措施。交通流微观仿真作为交通优化设计的一个重要手段,可以从交叉口的设计、交通流的组织和渠化以及信号控制等方面来对交通现状进行仿真分析,在费用及时间投入都很少的情况下及时得出评估结果,提出最优方案,改善交通状况。 Net、VC+ +、Delphi + +、JBuilder等。 1.6典型仿真软件简介 1.6.1 CORSIM CORSI是由美国联邦公路局 ( FHWA ) 开发的、综合了两个微观仿真模型 (用于城市的 N ETSM和用于高速公路的F I SM) ，能够仿真城市道路和高速公路的交通流。CORSM的目标是交通系统管理的开发和评价。它是一个能够真实再现动态交通的随机交通仿真模型 ,有先进的跟车模型和车道变换模型，以 ls为间隔模拟车辆的运动。CORSM提供便于用户观察仿真结果的动画显示。1997年 , FHWA 发行了一个加强版 ,大大增强了 ITS的仿真 ,称为 TREPGS,主要加强了对高速公路 、干线、交叉口、各种车型 (小汽车、公交车、货车 ) 、控制策略的模拟。CORSM主要的缺点在于缺少分配算法 ,这使得评价匝道控制、 事故和出行者信息引起的交通量转移难以进行。 CORSM模型用于国内交通状况的研究也逐渐展开。 1.6.2 PARAM ICS PARAMICS ( PARAllel M IC roscopic Simulator)是苏格兰Quad stone公司的微观交通仿真产品。由于采用了并行计算技术，PARAMICS不仅可以对大规模的路网进行仿真，而且在仿真ITS基础设施和拥挤道路网方面有突出表现， PARAM ICS主要由 5个主要工具模块组成 ,分别是建模工具(Modelle r)、处理工具( Processo r)、分析工具(A na lyser)、编程工( Programmer)和监视工具(Monitor) , 在新近发布的版本中增加了OD反估工具( Estimator)。其中建模工具是整个系统的核心，主要用来建立交通路网 ,提供3维交通仿真和统计数据输出 ,并均支持直观的图形界面；而编程工具则为用户提供了基于C + + 的应用程序接口 (A P I)，用户可以通过系统提供的接口函数来添加 ITS子系统和交通管理措施的算法或定义其他一些特殊的控制策略，描述它们对路网中用户的驾驶行为的影响，形成应用程序模块并嵌入仿真当中，从而对这些交通管理和控制策略进行设计和测试。目前在PARAM ICS的编程工具中可以提供 4大类约 700个左右的接口函数供用户程序调用。 1.6.3 VISSIM VISSIM 是德国 PTV公司的产品 ,它是一个离散的 、随机的 、100 s为时间步长的微观仿真模型 。以车辆的纵向运动采用心理 - 物理跟驰模型 ( psycho- physical car - follow ingmodel ) , 横向运动 (车道变换) 则采用基于规则 ( rule -based ) 的算法. 不同驾驶员行为的模拟分为保守型和冒险型 。VISSIM 提供了图形化的界面 ,用 2D 和 3D 动画向用户直观显示车辆运动 ,运用动态交通分配进行路径选择。VISSIM能够模拟许多城市内和非城市内的交通状况,特别适合模拟各种城市交通控制系统，主要应用有 : ①由车辆激发的信号控制的设计、 检验、评价；②公交优先方案的通行能力分析和检验；③收费设施的分析；④匝道控制运营分析；⑤路径诱导和可变信息标志的影响分析等。该软件不但对公交车辆的组成及运行特点作了特别详细的考虑，而且还在交通流组成中考虑了摩托车、自行车及行人等。然而，该软件交通模型的详细性及所模拟的交通组成的多样性增加了计算机硬件资源的消耗(三维模拟时显得尤为突出)，因而它对计算机硬件有较高的要求。 2. 基于面向对象的交通仿真 2 . 1 　面向对象的程序设计思想 面向对象的思想是用软件对象模拟实际对象。面向对象方法是基于客观世界对象模型的软件开发方法，是20世纪90年代软件开发的主流，其出发点和追求的基本原则是软件系统对现实世界的直接模拟，将现实世界中的事物直接映射到软件系统的解空间。面向对象方法可以增强仿真模型的直观性、易理解性、可扩充性和可重用性。基于面向对象的交通仿真与控制，可动态地、逼真地仿真交通流和交通事故等各种交通现象，深入地分析车辆、驾驶员和行人、道路以及交通流的交通特征，有效地进行交通规划