微觀交通仿真平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)支持能力分析 - 圖文-

第33卷第2期測(cè)繪科學(xué)V01.33No.22008年3月ScienceofSurveyingandMappingMar.微觀交通仿真平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)支持能力分析臧志剛①②,陸鋒②,李海峰③,崔海燕①(①中國(guó)礦業(yè)大學(xué),北京100083;②中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100101;③交通部規(guī)劃研究院交通仿真與決策支持研究中心,北京100029【摘要】動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)是社會(huì)化特征顯著的智能交通系統(tǒng)理念中的重要組成部分之一,也是提高基于位置服務(wù)可用性的核心所在。動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)的實(shí)現(xiàn),需要在實(shí)時(shí)交通信息獲取與微觀交通仿真技術(shù)的基礎(chǔ)上,構(gòu)造各種應(yīng)用模型和算法,并與地理信息系統(tǒng)環(huán)境下的交通信息管理與發(fā)布平臺(tái)相結(jié)合,提供滿足公眾需求的信息服務(wù),為公眾出行、交通管理、物流運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用提供有效支持。目前業(yè)界存在幾十種微觀交通仿真模型和對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)的微觀交通仿真平臺(tái)。這些模型和平臺(tái)有著各自不同的特性,對(duì)地理信息系統(tǒng)的支持能力也存在很大差異。本文分析了SimTraffic、CORSim、VisSim、Paramics、AIMSUN、MITSimLab和TransMMeier等7種幾種業(yè)界成熟的微觀交通仿真平臺(tái)的技術(shù)特性,評(píng)價(jià)了它們對(duì)地理信息系統(tǒng)的支持能力?？蔀閯?dòng)態(tài)交通信息服務(wù)應(yīng)用的研發(fā)提供有效參考?！娟P(guān)鍵詞】微觀交通仿真;地理信息系統(tǒng);動(dòng)態(tài)交通;交通信息服務(wù)【中圖分類(lèi)號(hào)】P208【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1009—2307(200802-0038-04DOI:10.3771/j.issn.1009-2307.2008.02.0141引言由于交通系統(tǒng)具有強(qiáng)烈的動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性和隨機(jī)性…,難以建立精確有效的數(shù)學(xué)模型對(duì)大規(guī)模路網(wǎng)交通流進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)口冉1;目前的GIS-T在實(shí)際應(yīng)用中主要基于靜態(tài)交通信息提供決策支持服務(wù)?；陟o態(tài)交通信息的服務(wù)無(wú)法真實(shí)反映實(shí)際交通狀況,難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求BJ。因此,基于實(shí)時(shí)交通仿真和預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)目前正逐漸成為GIS.T的研究熱點(diǎn)¨,4J。隨著交通仿真技術(shù)的發(fā)展和日趨成熟,為GIS.T動(dòng)態(tài)信息服務(wù)提供了一條現(xiàn)實(shí)可行的有效途徑。微觀交通仿真技術(shù)能夠利用有限的實(shí)時(shí)交通信息,非常細(xì)致地描述道路、交叉口及車(chē)輛的產(chǎn)生、運(yùn)動(dòng)、消失以及它們之間的相互作用‘9’”J,準(zhǔn)確地反映交通控制策略(紅綠燈信號(hào)、交通管制等,準(zhǔn)確再現(xiàn)大規(guī)模路網(wǎng)交通狀況,克服交通信息采集設(shè)備不完備的條件限制,同時(shí)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的短期交通預(yù)測(cè)和合理的較長(zhǎng)時(shí)間交通預(yù)測(cè)¨o,在一定程度上突破動(dòng)態(tài)交通信息服務(wù)的技術(shù)局限,為GIS—T動(dòng)態(tài)信息服務(wù)提供有效的技術(shù)支撐。2微觀交通仿真平臺(tái)及其與GIS結(jié)合2.1微觀交通仿真平臺(tái)自20世紀(jì)60年代以來(lái),國(guó)際交通領(lǐng)域在微觀交通仿真方面已經(jīng)開(kāi)展了長(zhǎng)期的、卓有成效的研究工作,發(fā)展了幾十種微觀交通仿真模型,并開(kāi)發(fā)了眾多的交通仿真軟件平臺(tái),一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化和商業(yè)化。其中應(yīng)用較廣泛的有:SimTraffic、CorSim,VisSim、Paramics,AIMSUN,MITSim、TransModeler等m141。Synchro/SimTraffic,由美國(guó)TrafficWare公司開(kāi)發(fā),最初是作者簡(jiǎn)介:臧志剛(1978一,男,籍貫山東,碩士,研究方向:交通地理信息系統(tǒng)。E-mail:Zangzg@收稿日期:2006-12-06基金項(xiàng)目:本研究由國(guó)家863項(xiàng)目(2006AAl22209與中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程前沿項(xiàng)目(CXIOG-D04-02資助為了交通建模和信號(hào)優(yōu)化配置而開(kāi)發(fā)的軟件包,隨著技術(shù)的發(fā)展,SimTraffic增加了對(duì)高速公路、匝道、和環(huán)形交叉口的建模功能,逐漸發(fā)展成為—個(gè)功能全面的微觀交通仿真平臺(tái)。TSIS/CorSim,由美國(guó)聯(lián)邦公路署(FHWA開(kāi)發(fā),是最早的基于窗口的微觀仿真平臺(tái)。CorSim仿真模型綜合了兩個(gè)微觀仿真模型,即用于城市的NetSim和用于高速公路的FreSim。CorSim有先進(jìn)的跟車(chē)模型和車(chē)道變化模型,以ls為間隔模擬車(chē)輛的運(yùn)動(dòng),能模擬定時(shí)、動(dòng)態(tài)和協(xié)同綠波控制信號(hào)、車(chē)輛排隊(duì)、高速公路交織區(qū)域以及停車(chē)讓行控制交叉口等等。VisSim是德國(guó)PⅣ公司的產(chǎn)品。它采用離散的、隨機(jī)的、以0.Is為時(shí)間步長(zhǎng)的微觀仿真模型。在VisSim中,車(chē)輛的縱向運(yùn)動(dòng)采用了心理一生理跟車(chē)模型,橫向運(yùn)動(dòng)采用了基于規(guī)則(Rule-based的算法,采用動(dòng)態(tài)交通分配進(jìn)行路徑選擇。Paramics是英國(guó)Quadstone公司的微觀交通仿真產(chǎn)品。Pa-ramic￥能夠適應(yīng)各種規(guī)模的路網(wǎng),從單節(jié)點(diǎn)到全國(guó)規(guī)模的路網(wǎng),能支持100萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)、400萬(wàn)個(gè)路段、32000個(gè)區(qū)域。Pa-聊llics具有實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)的三維可視化用戶界面?？梢詫?shí)現(xiàn)單一車(chē)輛微觀處理,支持多用戶并行計(jì)算,具有功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序接口。AIMSUNNG是西班牙TSS公司的微觀交通仿真產(chǎn)品。AJ.MSUNSimulator可以處理各種類(lèi)型的交通網(wǎng)絡(luò),包括城市街道網(wǎng)絡(luò)、高速公路、一般公路、環(huán)形道路、干線道路以及混合道路網(wǎng)絡(luò)。作為有效的交通分析工具,AIM.SUNSimulator能夠模擬自適應(yīng)交通控制系統(tǒng),先進(jìn)的交通管理系統(tǒng),車(chē)輛引導(dǎo)系統(tǒng),公交車(chē)輛行程安排和控制系統(tǒng);以及進(jìn)行環(huán)境污染評(píng)估和能源消耗等等。MITSindab由美國(guó)麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā),主要模塊包括微觀交通仿真模型MITSim和交通分配仿真模型TMS。其中TMS還包含—個(gè)準(zhǔn)微觀仿真模型MesoTS。TMS通過(guò)MesoTS預(yù)測(cè)交通網(wǎng)絡(luò)狀況,產(chǎn)生路線引導(dǎo)和信號(hào)控制策略,并可將MITSim輸出的仿真結(jié)果作為輸入,從而為路線引導(dǎo)和信號(hào)控制策略提供數(shù)據(jù)服務(wù)。TransModeler是由MI髑iIIILab的主要研究人員開(kāi)發(fā)的微觀交通仿真平臺(tái)。它繼承了MITSimI.ab模型結(jié)構(gòu)合理清晰的特點(diǎn),增加了MITSimLab所不具備的功能。TransModeler實(shí)現(xiàn)了微觀仿真、準(zhǔn)微觀仿真和宏觀仿真的無(wú)縫集成,可依據(jù)網(wǎng)絡(luò)范圍和仿真解析度來(lái)選擇合適的仿真模型。最為重要的是,TransModeler將交通仿真模型和GIS.T有機(jī)結(jié)合起來(lái),路網(wǎng)等空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理完全采用GIS數(shù)據(jù)處理方式,并且可通過(guò)微觀交通仿真平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)支持能力分析作者:臧志剛,陸鋒,李海峰,崔海燕,ZANGZhi-gang,LUFeng,LIHai-feng,CUIHai-yan作者單位:臧志剛,ZANGZhi-gang(中國(guó)礦業(yè)大學(xué),北京,100083;中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,100101,陸鋒,LUFeng(中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京,100101,李海峰,LIHai-feng(交通部規(guī)劃研究院交通仿真與決策支持研究中心,北京,100029,崔海燕,CUIHai-yan(中國(guó)礦業(yè)大學(xué),北京,100083刊名:測(cè)繪科學(xué)英文刊名:SCIENCEOFSURVEYINGANDMAPPING年,卷(期:2008,33(2被引用次數(shù):0次參考文獻(xiàn)(20條1.陳述彭.陸鋒.何建邦城市化與城市地理信息系統(tǒng)19992.高自友.任華玲城市動(dòng)態(tài)交通流分配模型與算法20053.楊兆升城市交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)20044.蘇永云.晏克非.黃翔.朱培康車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)最優(yōu)路徑搜索方法研究[期刊論文]-系統(tǒng)工程2000(045.Jun-SeokDynamicrouteguidanceandnetworktrafficmanagement:Theoreticalevaluationandpract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近年來(lái)，GIS在城市交通管理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、分析及可視化表現(xiàn)功能、豐富的交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)，為微觀交通仿真提供了強(qiáng)有力的空間數(shù)據(jù)處理支持。但由于絕大多數(shù)GIS和微觀交通仿真系統(tǒng)是相互封閉、孤立的系統(tǒng)，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致目前大多數(shù)微觀交通仿真系統(tǒng)不能直接與GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此，與GIS的數(shù)據(jù)共享與集成應(yīng)用，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外微觀交通仿真研究與應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，將微觀交通仿真系統(tǒng)集成于GIS平臺(tái)被認(rèn)為是解決上述問(wèn)題的有效方法之一。

本文針對(duì)微觀交通仿真與GIS數(shù)據(jù)共享存在的問(wèn)題，提出一種基于GIS的微觀交通仿真路網(wǎng)數(shù)據(jù)模型，并基于ArcGIS的GeoDatabase實(shí)現(xiàn)了該模型。該模型參考MITSIM的路網(wǎng)模型，結(jié)合UNETRANS分層抽象及面向?qū)ο蟮乃枷?，?duì)微觀交通仿真的路網(wǎng)對(duì)象進(jìn)行微觀級(jí)的概念抽象，并采用UML建模語(yǔ)言進(jìn)行描述，為微觀交通仿真與GIS的集成應(yīng)用奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。論文的主要工作包括：

(1對(duì)GIS及其開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行分析和研究，重點(diǎn)研究了基于ArcGIS平臺(tái)的GIS開(kāi)發(fā)技術(shù)。

(2對(duì)GIS空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究，重點(diǎn)研究ESRI的Geodatabase數(shù)據(jù)模型和UNETRANS數(shù)據(jù)模型。

(3以FLOWSIM、MITSIM為具體研究對(duì)象，對(duì)微觀交通仿真系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，分析了FLOWSIM、MITSIM的路網(wǎng)數(shù)據(jù)模型。

(4提出一種基于GIS的微觀交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)模型，并基于ArcGIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了該模型。

(5對(duì)微觀交通仿真路網(wǎng)對(duì)象進(jìn)行微觀級(jí)的概念抽象，并采用UML建模語(yǔ)言進(jìn)行描述。

(6對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)，包括在Geodatabase中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入等。2.學(xué)位論文周園基于GIS的微觀交通仿真研究2008微觀交通仿真系統(tǒng)作為ITS(IntelligentTransportationSystems策略的重要測(cè)試與評(píng)價(jià)平臺(tái)，已廣泛應(yīng)用于城市道路規(guī)劃、交通組織、管理方案評(píng)價(jià)、交通控制優(yōu)化配時(shí)等諸多領(lǐng)域。路網(wǎng)數(shù)據(jù)是微觀交通仿真的基礎(chǔ)，但目前，大多數(shù)微觀交通仿真系統(tǒng)僅側(cè)重于仿真模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，路網(wǎng)建模功能相對(duì)薄弱，僅提供簡(jiǎn)單的交通路網(wǎng)建模工具，難以對(duì)復(fù)雜的路網(wǎng)進(jìn)行建模。大量繁重的路網(wǎng)建模工作，大大降低了仿真系統(tǒng)的效率。GIS—T(GeographicalInformationSystemforTransportation作為地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用的一個(gè)重要分支，已積累了豐富的交通路網(wǎng)場(chǎng)景數(shù)據(jù)。GIS-T以其豐富的交通地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能、空間分析功能、空間數(shù)據(jù)可視化展示功能，為微觀交通仿真提供了強(qiáng)有力的交通地理數(shù)據(jù)支持，微觀交通仿真所需的大量基礎(chǔ)路網(wǎng)信息存在于GIS-T中。由于目前絕大多數(shù)GIS-T與微觀交通仿真系統(tǒng)是相互封閉、獨(dú)立的、缺乏統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，所采用的數(shù)據(jù)格式互不兼容，導(dǎo)致目前大多數(shù)微觀交通仿真系統(tǒng)不能直接與GIS-T進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本文針對(duì)上述存在的問(wèn)題，研究GIS與微觀交通仿真系統(tǒng)的集成與數(shù)據(jù)共享問(wèn)題，采用基于GIS平臺(tái)開(kāi)發(fā)和集成微觀交通仿真模塊的方式，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)的數(shù)據(jù)共享。本文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：(1對(duì)微觀交通仿真模型、微觀交通仿真系統(tǒng)，以及基于ArcGISEngine的GIS二次開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行深入分析和研究；并基于典型的微觀交通仿真平臺(tái)MITSIM，對(duì)微觀交通仿真的仿真流程和仿真模型(主要包括車(chē)輛產(chǎn)生模型、跟馳模型、換道模型、交通控制模型進(jìn)行分析和研究；(2對(duì)GIS-T數(shù)據(jù)模型UNTRANCE與MITSIM的靜態(tài)路網(wǎng)模型進(jìn)行比較和分析，提出面向GIS與微觀交通仿真集成應(yīng)用的靜態(tài)路網(wǎng)數(shù)據(jù)模型；(3提出基于ArcGIS平臺(tái)和MITSIM的GIS與微觀交通仿真系統(tǒng)集成框架；(4提出GIS與微觀交通仿真系統(tǒng)集成框架中，時(shí)聞序列的產(chǎn)生、動(dòng)態(tài)仿真模型及時(shí)空數(shù)據(jù)圖層的構(gòu)建方式。采用JAVA語(yǔ)言和ArcGISEngine開(kāi)發(fā)技術(shù)開(kāi)發(fā)了一個(gè)基本的GIS與微觀交通仿真集成系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)部分可視化仿真過(guò)程。研究結(jié)果表明，通過(guò)直接集成的方式實(shí)現(xiàn)GIS與微觀交通仿真的數(shù)據(jù)共享，拓寬了GIS的應(yīng)用領(lǐng)域，可直接利用GIS豐富的多源、多格式路網(wǎng)數(shù)據(jù)，有效提高仿真效率。3.期刊論文梁虹.吳建平.馮濤.程滿.LIANGHong.WUJian-ping.FENGTao.CHENGMan微觀交通仿真與GIS數(shù)據(jù)共享-計(jì)算機(jī)應(yīng)用2008,28(2為實(shí)現(xiàn)微觀交通仿真與GIS空間數(shù)據(jù)共享與交換,提出微觀交通仿真標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型和一種新的微觀交通仿真標(biāo)識(shí)語(yǔ)言(MTML,給出標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型的包結(jié)構(gòu)、MTML的Shcema關(guān)系及MTMLType類(lèi)定義.提出基于MTML的微觀交通仿真與GIS數(shù)據(jù)共享平臺(tái),闡述共享平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).該平臺(tái)具有良好的開(kāi)放性、平臺(tái)無(wú)關(guān)性及可擴(kuò)展性,可實(shí)現(xiàn)微觀交通仿真與GIS數(shù)據(jù)互操作與共享,有效提高微觀交通仿真的效率.4.學(xué)位論文馮濤基于GML的微觀交通仿真與GIS-T空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)研究2007微觀交通仿真作為ITS策略的重要測(cè)試與評(píng)價(jià)平臺(tái)，己廣泛應(yīng)用于道路規(guī)劃、交通組織管理方案評(píng)價(jià)、交通控制優(yōu)化配時(shí)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)等諸多領(lǐng)域。而GIS-T(交通地理信息系統(tǒng)作為GIS(地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要分支，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)積累了大量的交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)，這些空間數(shù)據(jù)正是數(shù)據(jù)匱乏的微觀交通仿真系統(tǒng)所渴望的。由于絕大多數(shù)GIS-T和微觀交通仿真系統(tǒng)是相互封閉、孤立的，缺乏統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，所采用的空間數(shù)據(jù)格式互不兼容，且空間數(shù)據(jù)模型存在差異，導(dǎo)致目前大多數(shù)交通仿真軟件不能直接與GIS-T進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。因此，研究和開(kāi)發(fā)空間數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)GIS-T和微觀交通仿真系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)共享與交換，具有十分重要的意義。本文在對(duì)微觀交通仿真地理數(shù)據(jù)模型、XML及GML(地理標(biāo)記語(yǔ)言核心技術(shù)進(jìn)行深入研究和分析的基礎(chǔ)上，提出用于描述微觀交通仿真數(shù)據(jù)的MTML(微觀交通標(biāo)識(shí)語(yǔ)言。MTML遵循GML編碼標(biāo)準(zhǔn)、面向微觀交通仿真系統(tǒng)，符合面向?qū)ο蟮慕Ｋ枷搿Ｔ贛TML的基礎(chǔ)上，本文提出微觀交通仿真與GIS-T數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，采用JAXP技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的空間數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)化模塊、MTML解釋器等應(yīng)用程序模塊，并以國(guó)際主流GIS平臺(tái)ARCGIS、MapInfo的數(shù)據(jù)格式為例，驗(yàn)證了將GIS數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化為MTML數(shù)據(jù)的可行性，為微觀交通仿真與GIS-T數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。5.學(xué)位論文李伯建交通地理信息系統(tǒng)及其在交通路口仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用研究2006交通信息與地理空間數(shù)據(jù)密切相關(guān)，將GIS技術(shù)應(yīng)用于交通領(lǐng)域中，研究交通地理信息系統(tǒng)具有極高的現(xiàn)實(shí)意義?；贕IS的分組建模方法通過(guò)對(duì)對(duì)象實(shí)體進(jìn)行分組再用面對(duì)對(duì)象的思想來(lái)建模，建立的模型結(jié)構(gòu)清晰，描述的信息完全而精確。對(duì)于城市道路交通而言，交叉路口成為整個(gè)道路交通的瓶頸地帶。交通路口微觀仿真系統(tǒng)克服了交通系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)代價(jià)大、實(shí)施困難的缺點(diǎn)，為交通路口的研究與管理提供科學(xué)可靠的依據(jù)。本論文以智能交通系統(tǒng)和交通地理信息系統(tǒng)為研究背景，以交通路口微觀仿真系統(tǒng)(TiSS及仿真場(chǎng)景模型為研究開(kāi)發(fā)對(duì)象，主要完成了以下工作：1.在分析GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)的三種模式的基礎(chǔ)上研究基于ArcObjects(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AO的組件式開(kāi)發(fā)技術(shù)，詳細(xì)研究了可以應(yīng)用于智能交通領(lǐng)域中的基于AO進(jìn)行獨(dú)立應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。2.對(duì)微觀交通仿真場(chǎng)景的數(shù)據(jù)建模進(jìn)行研究，提出基于GIS的仿真場(chǎng)景建模方法，詳細(xì)分析了設(shè)計(jì)思想及建模方法，并根據(jù)這種建模方法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)建模實(shí)例，對(duì)這個(gè)實(shí)例的背景及模型結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)說(shuō)明并給出了實(shí)例界面。3.對(duì)仿真場(chǎng)景數(shù)據(jù)的組織與存儲(chǔ)進(jìn)行研究，分析地理數(shù)據(jù)庫(kù)的原理與體系結(jié)構(gòu)，研究空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和空間索引技術(shù)，詳細(xì)闡述了仿真場(chǎng)景地理數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)方法并介紹一個(gè)運(yùn)用這種方法實(shí)現(xiàn)仿真場(chǎng)景地理數(shù)據(jù)庫(kù)的例子。4.結(jié)合筆者所在團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的交通路口微觀仿真系統(tǒng)(TrafficIntersectionSimulationSystem，簡(jiǎn)稱(chēng)TiSS所做的工作，介紹了TiSS的開(kāi)發(fā)背景與意義，詳細(xì)分析了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，并結(jié)合前文完成的研究工作，重點(diǎn)介紹了仿真場(chǎng)景中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作。最后，總結(jié)了全文的工作，并指出了若干有待于今后進(jìn)一步研究的問(wèn)題。6.會(huì)議論文李伯建.李平GIS在微觀交通仿真路網(wǎng)建模中的應(yīng)用2006微觀路網(wǎng)建模是微觀交通仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ).通過(guò)基礎(chǔ)參考網(wǎng)絡(luò)、位置參考、關(guān)系、事件及拓?fù)涞任宀糠謨?nèi)容的建模,GIS可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通路網(wǎng)中各元素的位置、幾何圖形、交通屬性及拓?fù)涞刃畔⒌谋磉_(dá),從而為微觀交通仿真系統(tǒng)提供了方便良好的前端可視化界面及后端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能.本文提出了一種新的微觀路網(wǎng)模型,將其應(yīng)用于微觀交通仿真路網(wǎng)建模中,并以實(shí)際系統(tǒng)的建立作為實(shí)例,最后進(jìn)行總結(jié).7.期刊論文王春.李文.馬純永.韓勇.陳戈.MargaretHorne.WANGChun.LIWen.MAChun-Yong.HANYong.CHENGe.MargaretHorne基于VRGIS的城市道路交通微觀仿真系統(tǒng)研究-中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版2010,40(7將GIS技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到城市交通仿真系統(tǒng)的微觀仿真研究中,在城域景觀VRGIS一體化仿真平臺(tái)基礎(chǔ)上建立了城市道路交通微觀仿真系統(tǒng),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型完成GIS輸入交通仿真數(shù)據(jù),利用VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通仿真的三維可視化,以一種人機(jī)交互模式實(shí)現(xiàn)虛擬城市環(huán)境中的交通微觀仿真.該系統(tǒng)用于英國(guó)紐卡斯?fàn)柺兄行闹亟?xiàng)目的方案評(píng)價(jià)中,通過(guò)對(duì)3種規(guī)劃方案的優(yōu)劣對(duì)比,為交通管理部門(mén)提供一定的決策支持.8.學(xué)位論文李媛基于GPS數(shù)據(jù)的城市小汽車(chē)行駛特性研究2008隨著ITS的深入研究與發(fā)展，作為其核心內(nèi)容之一的微觀交通仿真正在成為國(guó)內(nèi)外交通工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在微觀交通仿真系統(tǒng)中，車(chē)輛行駛行為模型的真實(shí)性決定了仿真系統(tǒng)的成敗。而要建立切合實(shí)際的交通仿真模型，有必要對(duì)實(shí)際交通流中的車(chē)輛行駛行為進(jìn)行深入地研究。本文以北京交通發(fā)展研究中心項(xiàng)目《基于GPS的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)研究》為依托，主要完成以下工作。(1回顧城市道路交通流以及駕駛行為的發(fā)展與研究現(xiàn)狀，并進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)已有研究中不足，選定研究的突破方向，確定了從“實(shí)際應(yīng)用出發(fā)、依靠高新設(shè)備采集跟車(chē)數(shù)據(jù)，運(yùn)用科學(xué)的理論方法，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)”的研究思路和技術(shù)路線。(2闡述了地理信息系統(tǒng)(GIS技術(shù)和全球定位系統(tǒng)(GPS技術(shù)，以及它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用現(xiàn)狀。介紹了云理論的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)及其在不確定性知識(shí)表示中的優(yōu)勢(shì)。(3利用路網(wǎng)中獲得的車(chē)輛行駛GPS數(shù)據(jù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)工具，構(gòu)建基于GPS/GIS的車(chē)輛跟蹤顯示以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。選取城市主干道——學(xué)院路和快速路——西土城路作為數(shù)據(jù)提取的路段，提取歷史數(shù)據(jù)。引入概念“短行程”，采用C＃編寫(xiě)程序，首先根據(jù)短行程的定義將數(shù)據(jù)劃分為數(shù)據(jù)區(qū)間分別保存，之后利用數(shù)據(jù)中的時(shí)間、經(jīng)緯度結(jié)合速度信息進(jìn)行計(jì)算，求得車(chē)輛的加速度值以及基于行駛時(shí)間和行駛距離的加速度頻率。(4在對(duì)車(chē)輛行駛GPS數(shù)據(jù)編程處理的基礎(chǔ)上，從微觀角度深入研究北京市不同路段的車(chē)輛行駛行為特性。比較了短行程基于行駛時(shí)間和行駛距離的加速度頻率；研究了在整體封閉的快速路和有信號(hào)交叉口的主干道上行駛的車(chē)輛速度、加速度時(shí)間序列圖，總結(jié)車(chē)輛在不同交通狀況下的車(chē)輛行駛行為特性。(5引入云理論描述車(chē)輛行駛中加速度變化的不確定性和隨機(jī)性。在MATLAB軟件中編程實(shí)現(xiàn)了隸屬云的正向云發(fā)生器和逆向云發(fā)生器，得到“穩(wěn)定跟馳狀態(tài)”、“加速狀態(tài)”和“減速狀態(tài)”的加速度隸屬云圖，較好的吻合了加速度值的變化特性。9.學(xué)位論文沙建鶴基于MAS的微觀交通仿真系統(tǒng)研究2007交通問(wèn)題是全球普遍關(guān)注的重要問(wèn)題，交通仿真技術(shù)是研究交通問(wèn)題的重要手段。由于我國(guó)交通狀況與國(guó)外相比有許多不同特點(diǎn)，而現(xiàn)有的大部分交通仿真軟件無(wú)法真實(shí)仿真這一狀況。針對(duì)這種情況，本文根據(jù)交通運(yùn)輸工程學(xué)的研究成果，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)及多智能體技術(shù)，開(kāi)發(fā)了基于MAS的城市微觀交通仿真系統(tǒng)，為研究交通問(wèn)題提供了新的思路和方法。首先，本文在深入研究多智能體理論和城市交通系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，以車(chē)輛、路段、交叉口、信號(hào)燈和交通控制中心五個(gè)主要智能體為核心，建立了基于多智能體的微觀交通仿真系統(tǒng)的三層框架模型。在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合模糊控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將模糊決策方法運(yùn)用到車(chē)輛Agent的各種駕駛行為決策中。針對(duì)目前對(duì)車(chē)輛過(guò)交叉口駕駛行為研究的欠缺，創(chuàng)新性地提出了車(chē)輛Agent過(guò)交叉口防碰撞駕駛的模糊決策方法。其次，針對(duì)目前智能交通信號(hào)控制研究的不足，創(chuàng)新性地提出了信號(hào)燈Agent的模糊自適應(yīng)控制策略。該策略通過(guò)模擬區(qū)域控制中心的人工指揮特點(diǎn)，使信號(hào)燈Agent能根據(jù)當(dāng)前路口各相位排隊(duì)車(chē)輛數(shù)和相鄰路口同方向排隊(duì)車(chē)輛數(shù)來(lái)自主進(jìn)行信號(hào)的實(shí)時(shí)智能控制。這種控制方法使整個(gè)控制系統(tǒng)能夠更加靈活地適應(yīng)交通系統(tǒng)復(fù)雜多變的特點(diǎn)，為真正實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的實(shí)時(shí)智能控制提供了可能。然后，本文分析了采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行Agent應(yīng)用開(kāi)發(fā)的可行性，并以Java為開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)了基于MAS的開(kāi)放性城市微觀交通仿真系統(tǒng)。該仿真系統(tǒng)可根據(jù)用戶的不同需求利用地理信息系統(tǒng)完成仿真路網(wǎng)的自動(dòng)繪制，且仿真路網(wǎng)和城市的路網(wǎng)重合，從而能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模城市路網(wǎng)的微觀交通仿真；該系統(tǒng)還能完成車(chē)輛各種交通行為的仿真，以及車(chē)輛在路網(wǎng)上行駛時(shí)各種交通信息的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；同時(shí)它還為各種交通控制和交通規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)提供了編程接口，具有非常好的可重用性、靈活性、可擴(kuò)展性。最后，本文還利用開(kāi)發(fā)的城市微觀交通仿真系統(tǒng)進(jìn)行了交通控制仿真實(shí)驗(yàn)，將本文提出的新交通控制策略分別與定時(shí)控制和普通的模糊控制策略進(jìn)行了比較分析，仿真結(jié)果表明：與定時(shí)控制和普通模糊交通信號(hào)控制方法相比，新的交通控制策