交通運輸專業(yè)畢業(yè)論文(2)
交通運輸專業(yè)畢業(yè)論文
交通運輸專業(yè)畢業(yè)論文篇3
《交通管控方案計算實驗與評估系統(tǒng)功能設(shè)計》
1 概 述
對交通解決方案進行全面、準確、及時地評估和優(yōu)化是交通研究中急需解決的問題之一。評估及優(yōu)化工作面臨的主要制約因素是評價實驗難以開展。中國科學院王飛躍研究員帶領(lǐng)的團隊在交通管控的研究與實踐中引入復(fù)雜系統(tǒng)和智能控制的相關(guān)成果，提出了平行交通系統(tǒng)控制與管理的理念。該理念基于人工系統(tǒng)(Artificial systems)、計算實驗(Computing experiments)和平行控制(Parallel control)所組成的方法體系，簡稱為ACP方法。基于人工交通系統(tǒng)的計算實驗設(shè)計為交通方案的評價提供了新的實驗手段，這種實驗方法在提高可實施性的同時，能提供更為全面、合理的評價結(jié)果，對保障交通管理控制系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用與實施具有重要意義。
基于ACP方法體系中的計算實驗理論，構(gòu)造智能交通管控方案評估及優(yōu)化平臺。該平臺由交通信息處理與分析系統(tǒng)、交通管控與服務(wù)方案計算實驗與評估系統(tǒng)和交通人員學習與培訓系統(tǒng)三個部分組成。交通管控與服務(wù)方案計算實驗與評估系統(tǒng)基于搭建的人工交通仿真系統(tǒng)，模擬真實的智能交通系統(tǒng)的能力，通過海量交通數(shù)據(jù)的計算實驗，完成對智能交通系統(tǒng)各個層面管控與服務(wù)方案的學習與優(yōu)化，提高管控與服務(wù)方案的效果，并進一步完善智能交通系統(tǒng)管控與服務(wù)方案的決策支持庫。該系統(tǒng)由計算實驗資源與設(shè)置和計算實驗運行環(huán)境兩個功能模塊構(gòu)成。本文將分別針對這兩個模塊，詳細描述其功能設(shè)計。
2 計算實驗資源與設(shè)置
該模塊分為城市交通生成器、城市交通管理生成器、城市交通環(huán)境生成器和城市交通實驗場景生成器四個部分。
2.1 城市交通生成器
包含以下三個生成器：
?、俪鞘薪煌霸O(shè)施生成器，建立城市的路網(wǎng)、場所分布、線路、檢測設(shè)備，包含如下功能：
其一，基于人工交通系統(tǒng)生成各交通要素;其二，基于人工交通系統(tǒng)生成交通基礎(chǔ)設(shè)施。
?、谌丝谏善?，建立人口分類、人口的運動規(guī)則，包含如下功能：
其一，管理人口模型列表;其二，在列表中新建、移除及管理維護當前工作區(qū)的人口模型;其三，支持將其他人口模型文件加到當前工作區(qū);其四，支持對人口模型的內(nèi)容進行配置。
人口配置包含：人口數(shù)量與人口結(jié)構(gòu)、人口年齡區(qū)間與比例分布、人口性別比例、人口出行交通工具選擇習慣、人口使用各種交通工具時的自由流習慣、 人口配置還包括以年份為單位生成該年內(nèi)的人口構(gòu)成;
?、圮囕v生成器，建立車輛類型分類，包含如下功能：
其一，在列表中顯示設(shè)計的車輛模型(允許增加、修改、刪除);其二，指定城市的車輛擁有數(shù)量; 其三，指定城市的車輛類型及其分布;其四，系統(tǒng)支持將其他車輛模型文件加到當前工作區(qū)。
2.2 城市交通管理生成器
包含三個方面的管理功能：
?、傩盘柨刂疲⒊鞘新肪W(wǎng)下的信號控制方案，可以為每一個信號機指定信號控制，包含如下功能：
其一，在列表中管理信號控制方案;其二，維護信號控制方案;其三，支持在列表中維護當前工作區(qū)內(nèi)的信號控制模型;其四，信號控制模型必須針對一個路網(wǎng)進行設(shè)置;其五，信號控制模型中必須指定信號控制模式以及信號機、最大綠燈、最小綠燈;其六， 選擇路網(wǎng)后列出路網(wǎng)內(nèi)的實路口進行路口機方案配置;其七，每個路口機允許指定一套控制方案;控制方案包括相位配置方案和相位配時方案;其八，相位配置方案：每個路口機的控制方案中根據(jù)路口形狀進行相位配置;其九，相位配時方案：系統(tǒng)允許為每一個相位指定相位的綠燈時間、黃燈時間和紅燈時間;其十，一個路口機的方案的時長為綠燈時間+黃燈時間+紅燈時間;其十一，允許通過每個相位圖直觀的查看相位方案。
②信息發(fā)布，建立信息發(fā)布模型，包括接收率及發(fā)布周期，包含如下功能：
其一，以列表形式管理信息發(fā)布模型(允許增加、修改、刪除);其二，指定信息發(fā)布模型中的是否有信息發(fā)布以及信息被交通參與者接收的比例;
?、诮煌ü芾?，建立城市路網(wǎng)下的管理，包括限速管理等，包含如下功能：
其一，在列表中管理交通管理模型; 其二，維護交通管理模型;其三，交通管理模型必須制定對應(yīng)的路網(wǎng);其四，交通管理模型中必須指定城市自由流速度;其五，交通管理模型中必須指定城市公交車自由流速度。
2.3 城市交通環(huán)境生成器
包含三個方面功能：
?、偬鞖猸h(huán)境，建立天氣類型，包含如下功能：
其一，在列表中維護天氣環(huán)境模型;其二，天氣環(huán)境模型指定了一種典型的天氣環(huán)境，通過降水強度、持續(xù)時間、造成能見度影響、風力進行描述;其三，天氣環(huán)境模型列表提供各種典型的天氣環(huán)境模型，供人工系統(tǒng)使用。
?、谑鹿噬善?，建立事故類型，包含如下功能：
其一，在列表中維護事故模型;其二，交通事故模型指定了一種典型的交通事故，通過發(fā)生概率、事故影響嚴重程度、事故影響持續(xù)時間進行描述;其三，交通事故模型列表提供各種典型的交通事故模型，供人工系統(tǒng)使用。
?、鄞笮突顒由善?，建立大型活動類型，包含如下功能：
其一，在列表中維護大型活動模型;其二，大型活動模型指定了一種典型的大型活動，通過活動類型、活動影響程度、活動持續(xù)時間進行描述;其三，大型活動列表提供各種典型的大型活動模型，供人工系統(tǒng)使用。 2.4 城市交通實驗場景生成器
建立實驗場景，一個實驗場景指定了一類典型實驗所包含的條件，可以根據(jù)實驗場景設(shè)計實驗，包含如下功能：
①在列表中管理實驗場景;
?、谥С诸A(yù)先根據(jù)實驗條件設(shè)計不同的實驗場景，以提供實驗設(shè)計時復(fù)用;
③實驗場景中必須指定一個路網(wǎng);
?、軐嶒瀳鼍爸校仨毟鶕?jù)選擇的路網(wǎng)選擇信號控制模型及交通管理模型;
?、輰嶒瀳鼍爸校梢灾付ǘ鄠€天氣模型，并為每個模型指定發(fā)生的時間;
?、迣嶒瀳鼍爸?，可以指定多個事故模型，并為每個模型指定發(fā)生的位置及時間;
⑦實驗場景中，可以指定多個大型活動模型，并為每個模型指定發(fā)生的位置及時間;
?、鄬嶒瀳鼍爸校梢圆恢付ㄌ鞖饽Ｐ?、事故模型及大型活動模型。
3 計算實驗運行環(huán)境
該模塊分為以下四部分：
①城市交通計算實驗設(shè)計器，選擇實驗條件因素，一次實驗設(shè)計中，除了路網(wǎng)，其余的都可以多選，表示設(shè)計不同條件因素的實驗，包含如下功能：
其一，支持兩種實驗設(shè)計方式：根據(jù)場景設(shè)計和根據(jù)實驗條件設(shè)計;其二，根據(jù)場景設(shè)計時，允許選擇同一個路網(wǎng)下的多個實驗場景;其三，根據(jù)實驗條件設(shè)計時，只允許選擇一個路網(wǎng)模型，其他模型可以設(shè)置多個;其四，設(shè)計實驗時，必須指定實驗的基本運行參數(shù)以及輸出設(shè)置;其五， 設(shè)計實驗時，如果根據(jù)實驗條件設(shè)計，必須指定實驗方式;其六，設(shè)計實驗時，必須指定路網(wǎng)、人口、車輛、信號控制、城市交通管理模型，否則實驗資源準備不充分。
?、诔鞘薪煌ㄓ嬎銓嶒炆善?，選擇一次實驗設(shè)計，對設(shè)計中的實驗，生成實驗前的各種因素的xml文件，如出行需求等，包含如下功能：
其一，選擇實驗設(shè)計，列出包含的實驗;其二， 選擇準備生成的實驗，順序生成;其三，實驗生成實際上是準備實驗所必須的各種資源;其四， 實驗生成過程中，要對實驗的生成進行監(jiān)控。
?、鄢鞘薪煌ㄓ嬎銓嶒瀳?zhí)行器，選擇設(shè)計好的實驗，調(diào)用人工系統(tǒng)順序開始執(zhí)行系統(tǒng)，包含如下功能：
其一， 選擇實驗設(shè)計，從實驗設(shè)計中選擇已經(jīng)生成的實驗開始執(zhí)行(可以按照順序執(zhí)行，每個實驗對應(yīng)一個人工系統(tǒng));其二，執(zhí)行實驗時，要求對實驗的執(zhí)行過程進行監(jiān)控。
?、艹鞘薪煌ㄓ嬎銓嶒灢榭雌?，選擇實驗結(jié)果，可以查看實驗結(jié)果的avi動畫、簡單交通流信息、實驗報告等，包含如下功能：
其一，以列表形式列出要查看的實驗;其二，對于查看的實驗以動畫回放的形式查看;其三，對于查看的實驗以圖表的形式查看;其四，對于查看的實驗以輸出報告的形式查看;其五，支持一次性選擇一個實驗，打開窗口(非模態(tài))播放動畫;其六，當選擇一個實驗時，可以設(shè)置輸出哪些具體的路段;當選擇多個實驗時，只能輸出所有的路段;其七，允許設(shè)置是否輸出實驗平均值。
4 結(jié) 語
本文以智能交通管控與服務(wù)方案評估及優(yōu)化問題為研究對象，基于ACP方法構(gòu)建智能交通管控方案評估及優(yōu)化平臺。針對該平臺組成部分之一的交通管控與服務(wù)方案計算實驗與評估系統(tǒng)，分別從計算實驗資源與設(shè)置和計算實驗運行環(huán)境兩個方面，詳細描述了其功能設(shè)計。
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