城市混合交通仿真中交通路网建模研究
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摘要
随着智能交通系统(ITS)的迅速发展，面向ITS应用的交通仿真技术越来越得到人们的重视。但由于我国的交通现状和混合交通的特点，目前尚未见到有针对城市混合交通的仿真平台。因此，建立一套适合我国交通特点的城市交通微观仿真平台对我国研究开发智能交通系统来说是迫切需要的。
本文以城市混合交通仿真中交通路网建模及相应的仿真平台开发为研究重点，主要研究内容和创新点包括：
1．应用面向对象建模思想提出了一种基于模块化的分层交通路网模型。该模型将交通路网中的实体按照层次关系抽象为逐层递阶的对象模型，其中高层对象模型拥有低层对象模型以及与该模型自身之间的连接关系。在此基础上可以很容易的对路网模型进行丰富和扩展。
2．建立了交通控制与管理方案描述模型。交通控制方案描述不但包括对两相位的控制方式的描述，也包括对各种多相位的信号控制方式的描述。针对目前多相位信号灯控制的日益普及，提出了一种“方向编码”的方法，对相位的流向进行编码，从而实现了多相位信号灯的描述模型。
3．利用GIS技术构筑了微观交通仿真系统的共用信息平台，仿真内核通过与GIS的实时数据交互，能够提供各种实时的交通信息，为各种实时交通预测、实时交通控制、动态交通诱导的实现奠定了基础。
4．合作开发了一个大型的混合交通仿真系统“城市混合交通仿真与分析系统”(Simulation and Analysis System of Urban Mixed Traffic，SASUMT)，并利用该系统完成了对杭州文三—文二路单行改造的前期规划验证工作。
最后，总结了全文的工作，并指出了若干有待于今后进一步研究的问题。
With the rapid development of Intelligent Transportation System( ITS ), the traffic simulation of ITS is being paid great attention extensively all over the world. However, due to the special characteristics of the mixed traffic in China, the simulation system for urban mixed traffic does't exist up to now. So developing an urban microcosmic simulation system which aims at China's traffic becomes more important for the research of intelligent transportation system.
The dissertation focuses on the study of road network modeling in urban traffic simulation and corresponding software system. The main contents and contributions are listed below:
1. A new traffic road network model based on modularization is proposed in this dissertation, where every traffic entity is built up as independent target model individually according to the level relationship. And the high-level model owns the corresponding lower-level models and the relationship between them. And the model is easily expanded.
2. Establishing a new model for traffic control and management. This dissertation proposes a new method named "Orientation Coding", encoding the orientation of traffic flow. Compared with previous models, the proposed model doesn't need huge states describing. Based on this, the traffic control for multi-phases is easy to realize.
3. Establishing a public information platform between microcosmic simulation
and GIS. The simulation kernel can exchange the real-time traffic data with GIS, which provides real-time traffic information for traffic prediction, traffic control and dynamic traffic guidance.
4. Co-developing a traffic simulation system which named 'Simulation and Analysis System of Urban Mixed Traffic'( SASUMT ). And the verification of the Wensan Road-Wen'er Road one-way reconstruction is simulated using this system.
Finally, the dissertation concluded with a summary and perspectives of future research.
本文以城市混合交通仿真中交通路网建模及相应的仿真平台开发为研究重点，主要研究内容和创新点包括：
1．应用面向对象建模思想提出了一种基于模块化的分层交通路网模型。该模型将交通路网中的实体按照层次关系抽象为逐层递阶的对象模型，其中高层对象模型拥有低层对象模型以及与该模型自身之间的连接关系。在此基础上可以很容易的对路网模型进行丰富和扩展。
2．建立了交通控制与管理方案描述模型。交通控制方案描述不但包括对两相位的控制方式的描述，也包括对各种多相位的信号控制方式的描述。针对目前多相位信号灯控制的日益普及，提出了一种“方向编码”的方法，对相位的流向进行编码，从而实现了多相位信号灯的描述模型。
3．利用GIS技术构筑了微观交通仿真系统的共用信息平台，仿真内核通过与GIS的实时数据交互，能够提供各种实时的交通信息，为各种实时交通预测、实时交通控制、动态交通诱导的实现奠定了基础。
4．合作开发了一个大型的混合交通仿真系统“城市混合交通仿真与分析系统”(Simulation and Analysis System of Urban Mixed Traffic，SASUMT)，并利用该系统完成了对杭州文三—文二路单行改造的前期规划验证工作。
最后，总结了全文的工作，并指出了若干有待于今后进一步研究的问题。
With the rapid development of Intelligent Transportation System( ITS ), the traffic simulation of ITS is being paid great attention extensively all over the world. However, due to the special characteristics of the mixed traffic in China, the simulation system for urban mixed traffic does't exist up to now. So developing an urban microcosmic simulation system which aims at China's traffic becomes more important for the research of intelligent transportation system.
The dissertation focuses on the study of road network modeling in urban traffic simulation and corresponding software system. The main contents and contributions are listed below:
1. A new traffic road network model based on modularization is proposed in this dissertation, where every traffic entity is built up as independent target model individually according to the level relationship. And the high-level model owns the corresponding lower-level models and the relationship between them. And the model is easily expanded.
2. Establishing a new model for traffic control and management. This dissertation proposes a new method named "Orientation Coding", encoding the orientation of traffic flow. Compared with previous models, the proposed model doesn't need huge states describing. Based on this, the traffic control for multi-phases is easy to realize.
3. Establishing a public information platform between microcosmic simulation
and GIS. The simulation kernel can exchange the real-time traffic data with GIS, which provides real-time traffic information for traffic prediction, traffic control and dynamic traffic guidance.
4. Co-developing a traffic simulation system which named 'Simulation and Analysis System of Urban Mixed Traffic'( SASUMT ). And the verification of the Wensan Road-Wen'er Road one-way reconstruction is simulated using this system.
Finally, the dissertation concluded with a summary and perspectives of future research.
引文
[1]．胡家伦．上海市智能交通系统研究与发展[C]，2000上海国际智能交通及管理技术研讨会论文集。上海：同济大学出版社，2001．
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[3]．杨兆升．智能运输系统概论[M]．北京：人民交通出版社，2003．
[4]．张学工等．智能交通系统整体解决方案及视频交通信息系统[C]．第四届亚太智能交通会议，2001．
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