發(fā)布時(shí)間：2014-07-28 20:32

　　1  交通仿真是20世紀(jì)60年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的采用計(jì)算機(jī)數(shù)字模型來反映復(fù)雜道路交通現(xiàn)象的交通分析技術(shù)和方法。從試驗(yàn)角度看，道路交通仿真是再現(xiàn)交通流時(shí)間和空間變化的模擬技術(shù)，交通仿真是智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。利用基于Agent的計(jì)算機(jī)仿真通過模擬交通系統(tǒng)中個(gè)體的行為，讓一群這樣的個(gè)體在計(jì)算機(jī)所營造的虛擬環(huán)境下進(jìn)行相互作用并演化，自下而上的“涌現(xiàn)”出整體系統(tǒng)的復(fù)雜性行為。文中以Traffic Grid模型為基礎(chǔ)，仿真研究了交通系統(tǒng)從而得出停著的車輛數(shù)量，平均等待時(shí)間等曲線，為城市規(guī)劃和決策者提供了數(shù)據(jù)。
　　2案例分析及結(jié)果
　　2.1 案例一
　　目前，以城市交通為背景，研究諸如擁堵的形式、傳播、消散、交通流在路網(wǎng)中的優(yōu)化分布、車輛動(dòng)態(tài)路徑選擇、特殊車輛控制等問題時(shí)，無信號燈交叉口車輛通行情況的準(zhǔn)確性表征都是不可缺少的重要一環(huán)[6]。按照上述模型運(yùn)行，當(dāng)在沒有信號燈也沒有人參與的情況下（power?設(shè)置為off），道路為4行3列，車輛數(shù)目為140時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖，當(dāng)在有信號燈沒有人參與的情況下（power?設(shè)置為on），道路為4行3列，車輛數(shù)目為140時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖4
　　2.2 案例二
　　按照上述模型運(yùn)行，當(dāng)在道路為4行3列，車輛數(shù)目為54時(shí)我們得出停著的車輛數(shù)量柱狀圖如圖5，車輛平均速度柱狀圖如圖6，平均等待時(shí)間柱狀圖如圖7：
　　2.3 分析及結(jié)果
　　由案例一可知，在有信號燈參與交通管理下交通卻快速崩潰了（圖3 ticks=3164，圖4 ticks=665，ticks是時(shí)間步，筆耕文化傳播，隨著時(shí)間延續(xù)而增長），導(dǎo)致這種結(jié)果有多個(gè)因素，如信號燈控制不合理、車輛數(shù)目過大超過了道路的承載能力等。
　　有案例二可知，車輛平均速度與停著的車輛數(shù)量有一定的關(guān)系，正如二流模型中認(rèn)為的路網(wǎng)宏觀層面的平均行駛速度與路網(wǎng)上車輛的比重的冪運(yùn)算成線性關(guān)系[7].
　　3仿真模型
　　3.1 總體結(jié)構(gòu)
　　道路交通系統(tǒng)包含很多相互關(guān)聯(lián)的實(shí)體，主要有道路（分為路段和交叉口）、信號控制設(shè)施、車輛、駕駛員、行人等。這些實(shí)體有的具有一定程度的自制性和智能性，如駕駛員、行人等，有的是被動(dòng)的受其他實(shí)體的影響，如路段等。多主體技術(shù)能夠?qū)�交通系統(tǒng)中的各要素進(jìn)行建模[4]，如交叉口、信號燈、交通控制中心等，對這些要素進(jìn)行簡化，建立多主體概念模型。主要Agent有交通路網(wǎng)Agent、車輛Agent、信號燈Agent，其中交通路網(wǎng)Agent參考1979年Herman等[5]提出的二流模型（Two-fluid Model），該模型認(rèn)為交通流有運(yùn)行車輛與停止的車輛組成。
　　路網(wǎng)描述：交通路網(wǎng)是道路交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，承載著車輛的運(yùn)行。交通路網(wǎng)具有復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和集合特征，如果過于復(fù)雜則計(jì)算負(fù)載過重，故分為路段、路網(wǎng)、交叉口三次層管理，路網(wǎng)Agent負(fù)責(zé)存儲維護(hù)整個(gè)交通路網(wǎng)的拓?fù)潢P(guān)系，為交通實(shí)體提供路網(wǎng)信息。路段Agent負(fù)責(zé)本路段的描述，交叉口Agent包含信號燈對象實(shí)現(xiàn)各入口車道交通流的時(shí)間分離，一個(gè)路段一個(gè)車道。
　　信號燈結(jié)構(gòu)：信號燈是重要的交通控制設(shè)施，它實(shí)現(xiàn)對交叉口不同流向的車輛進(jìn)行時(shí)間分離，減少車輛之間可能的沖突，改善交通安全，提高交叉口流通效率。信號燈控制從本質(zhì)上看，是一個(gè)典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對信號燈控制已做出大量研究，也產(chǎn)生許多控制方案，但都有相應(yīng)的局限性，也普遍存在著魯棒性差、不易擴(kuò)展、計(jì)算復(fù)雜等缺點(diǎn)[5]，本模型從計(jì)算簡單出發(fā)統(tǒng)一管理信號燈，一次初始化好時(shí)間間隔。
　　3.2參數(shù)設(shè)置
　　設(shè)置部分如圖1。
　　各個(gè)控件表示的物理意義如表1
　　3.3初始化環(huán)境
　　環(huán)境是由37×37的網(wǎng)格組成的，通過設(shè)置sliders ：grid-size-x=3，grid-size-y=4初始化一個(gè)4行3列的道路，其中兩條道路交叉處有紅色和綠色的瓦片分別代表紅燈和綠燈，其中汽車數(shù)目通過設(shè)置slider：num-cars=54，點(diǎn)擊Setup按鈕即形成道路圖，如圖2。
　　3.4相關(guān)規(guī)則
　　初始時(shí)車輛數(shù)目（ num-cars ）一定要小于路（如圖2中白色的表示道路）的數(shù)量，如果超出則提示警告信息。 如果無人參與此系統(tǒng)則設(shè)置 current-auto? 為 off ，有則設(shè)置 on ，并且通過 current-phase 選擇一個(gè)交通燈為控制的交通燈。 此系統(tǒng)如果沒有交通燈的參與則設(shè)置 power? 為 off ，反之則設(shè)置為 on 。 每一個(gè)時(shí)間步，車子按照當(dāng)前速度向前行駛，如果當(dāng)前速度小于限制速度（ speed-limit ）并且它們前方?jīng)]有車子，那么它們加速（ speed-up ）行駛，如果前面的車輛速度小于自己的車速，那么當(dāng)前車子要調(diào)整自己車速和前面的車速一致（ slow-down ），遇到紅燈或者停著的車輛，當(dāng)前車輛要停止。

 

本文編號：6800