微观交通仿真中的模型验证技术

连续交通流模型及数值模拟

连续交通流模型及数值模拟 [摘要]本文对现有的交通流宏观模型进行了研究，总结了各种模型的思想、优缺点以及适用条件，在此基础上，选取了Payne 模型离散格式进行数值模拟，选取了某段高速公路的交通流作为模拟对象，展现了Payne 模型模拟交通流的可行性。 [关键字] 连续交通流；离散格式；数值模拟 0 引言 交通流理论研究加深了人们对复杂多体系统远离平衡态时演变规律的认识，促进了统计物理、非线性动力学、应用数学、流体力学、交通工程学等学科的交叉和发展等多学科的交叉渗透和相互发展。交通流理论研究的对象是离散态物质，是一个复杂的非线性体系，对这类物质运动规律的描述，尚无成熟的理论。 在宏观的连续流模型中，交通流被比拟为连续的流体介质，即将流量、速度和密度等集聚变量视为时间和空间的连续函数。模型包含时间和空间的状态方程，考虑了车辆的加速度、惯性和可压缩性，能够合理准确描述交通流的动态特性，相比微观模型有更大的优势。连续流交通流模型通常用密度（k ）、速度（u ）、流量（q ）三个变量来描述[1]。 1 连续交通流模型 1.1 LWR 模型 1955年，Lighthill&Whitham 提出了第一个交通流的流体力学模型——流体运动学模型[2]，随后P.I.Richards 独立地提出了类似的交通流理论。LWR 模型用k(x,t)和u(x,t)表示t 时刻位于x 处的交通流密度和平均速度，他们满足流体力学的连续方程： (),k q g x t t x ??+=?? （1-1） 此方程反映了车辆数守恒，其中g(x,t)是流量产生率，对没有进出匝道的公路，g(x,t)=0， 对进口匝道，g(x,t)>0，对出口匝道，g(x,t)=0。k 为交通密度，也称为交通流量；x ，t 分别为空间测度和时间测度。设u 为空间平均速度，则存在以下关系： q k u =? (1-2) 对于平均速度u(x,t)，假设平衡速度——密度关系： ()(,)(,)e u x t u k x t = (1-3) 以上3个方程构成了完整的一阶连续交通流模型，LWR 模型的优点是简单明了，可以采用流体力学和应用数学中的成熟工具进行分析，而且可以描述诸如交通阻塞形成和消散之类的交通现象，但是，由于该模型的速度是由平衡速度密度关系决定，并且没有考虑加速度和惯性影响，因此不适用于描述本质上处于非平衡态的交通现象，例如车辆上、下匝道的交通、“幽灵式”交通阻塞、交通迟滞、时走时停的交通等。于是，后来的学者们引进了高阶连续介质模型，考虑了加速度和惯性影响，将动量方程代替方程(1-3)。 1.2 Payne 模型 Pipes 于1953年提出交通流加速度的一般表达式： 2 d u u u d u k u k dt t x dt x ?????=+=-? ?????? （1-4） 1971年，Payne 根据LWR 模型的思想，假设交通流速度是动态变化的，在引用连续性方

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述

交通仿真技术国内外详情分析及发展概述 1、国外的发展概况 交通仿真技术发展较快，发展较早的国家是美国，世界其他国家的仿真软件全部都是在美国的交通仿真技术的基础上进行的发展的。美国在1967年有计算机专业的专家组织建立了美国的计算机仿真学会（SocietyforComputerSimulation），仿真学会的建立极大的推动了美国在交通仿真研究的发展。在美国成立了仿真学会之后，世界上许多国家慢慢地开始了对交通仿真的研究，与此同时，也陆陆续续开发设计了许多不太成熟的交通仿真软件，到现在为止，有很多开发设计的仿真软件发展已经较为成熟，许多都已经基本实现了仿真软件的商业化。 从整个交通仿真软件的发展历程来看，交通仿真软件经历了初步阶段、飞速发展阶段和商业化阶段。 1.1交通仿真软件发展初步阶段 初步阶段交通仿真发展的主要目标还是实现交通信号的合理设计，这个阶段，设计模型

主要还是运用的宏观设计模型，这种模型具备一定的局限性，他的机动性以及表述性不够理想，通过这种模型的到的结论自然也就不具备真正意义上的真实性。虽说这个阶段的仿真系统有一定的局限性，但也可以进行一些简单的模拟，如车辆的跟驰行为、超车变换车道、车流的速度密度流量模拟等。初步阶段出克可以对车辆速度、延误、里程、排队等常规性指标外进行模拟仿真之外，对于车辆的燃料消耗、废气废物的排放也可以进行模拟计算，对于道路几何条件、交通标志标线以及交通设施的描述也有很强的机动性。 初步阶段交通仿真模型的领头羊以罗伯逊在开发设计的仿真软件TRANSYT实至名归，这款软件主要定位还是一款宏观软件，它的最大特点是可以较为合理的计算出交叉口配时的最佳信号周期；在1963年由Ger-lough仿真专家开发设计出的适合用于道路面控信号配置的仿真软件TRANS可以与TRANSYT媲美。此外，美国政府部门开发设计的美国SICOP 仿真系统也是这一时期具备代表性的交通仿真软件。 在交通仿真初步阶段交通仿真模型的发展主要还是收到了当时计算机技术的滞后的影响导致发展比较缓慢，由于计算机技术的的限制，交通仿真模型处理数据问题的准确性以及仿真效果的可视性都不高。 1.2交通仿真软件飞速发展阶段 1970年到1980年间，交通仿真软件迎来了发展的高速时期，计算机技术的飞速发展，推动了计算机相关产业的同步飞速发展，这其中交通仿真软件便是一个比较经典的例子。有电子计算机飞速发展作为基础，仿真软件的仿真模拟精度有了很大的提升，同时，软件的功能也倾向了多元化色彩。在宏观软件全力飞速发展的同时，微观交通仿真也踏上了时代的高速列车，这其中最为突出的两款软件便是NESTSIM、AIMSUM2交通仿真软件，两款软件中，有以美国政府开发设计的NETSIM仿真软件为代表。这款模型是对于单个车辆的运动状态的网络微观交通仿真，NETSIM的出现将城市道路的交通现象的描述推到了一个新的

网络交通流宏观基本图研究综述_廖大彬

网络交通流宏观基本图研究综述 廖大彬马万经 （同济大学道路与交通工程教育部重点实验室，上海 200092） 摘要：网络交通流宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram，MFD)作为网络交通流研 究的新进展，在最近的研究中越来越受到人们的关注。本文将其相关研究进行综述分析，首 先回顾了网络交通流宏观基本图的产生过程及其定义，在此基础上从宏观基本图的存在性、 形状、适用条件、影响因素及运用方向等多方面梳理了相关的研究成果。最后，结合最新研 究成果对本领域未来发展方向进行分析。 关键词：宏观基本图；网络交通流；交通小区 Review of the Macroscopic Fundamental Diagram Dabin Liao, Wanjing Ma （Department of traffic Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China） Abstract: Macroscopic Fundamental Diagram as the new progress in the research of network traffic flow is attracting more and more intentions from home and abroad. The main idea of this paper is to give a detailed literatures review about this area, first of all, the definition and the progress of the Macroscopic Fundamental Diagram will be introduced. On the basis of this, the achievements about the existence、 shape、application conditions、influencing factors and application in many aspects of the Macroscopic Fundamental Diagram will be settled. At last the future research directions were given accordingly. Keywords: Macroscopic Fundamental Diagram, network traffic flow, traffic neighbourhood 随着社会的发展，机动车拥有量也在迅猛增长，随之而来的交通阻塞问题也越来越严重。对于如何改善现有交通运行状况，相关研究也在不断地深入。宏观交通流模型作为分析网络交通状态及其演变的基本工具，很早便引起了学者们的重视。对于宏观交通流的研究始于20世纪50年代，Wardrop （1952）[1]和Smeed（1968）[2]首先发展了针对于干道的宏观模型，后来该模型被扩展到普通的交通网络中。Smeed于1966年提出能够进入城市中心区的车辆数是城市区域面积的函数。Thomson从伦敦收集了多年的交通数据，并发现平均速度和流量呈近似线性递减的关系。Wardrop于1968年提出平均速度和流量的一般关系式，该关系式仍然是单调递减[3]。以上提到的单调递减的关系只适用于流量较低的情况，不能反应流量和速度都较低的拥挤情况[4]。1979年Herman[5,6]提出“二流模型”（Two-Fluid Model），假设网络中的交通流可以分为两类，即为“二流”，一类为运动的车辆，另一类为由于拥挤、交通信号灯、交通事故等造成的停止的车辆，但该部分车辆中不包含到达目的地而停车的车辆。 然而，这些研究大多针对于相对孤立的设施上的交通流（如一条快速路等）进行建模。随着研究 资助项目：国家863计划课题: 特殊需求下区域交通协同管控技术(2011AA110305) ?3?

交通仿真中的虚拟现实技术

图1.1：虚拟现实的３I特交通仿真中的虚拟现实技术 【摘要】虚拟现实技术是当今科技发展的新热点，虚拟现实技术也越来越多的成为交通仿真领域应用软件发展的新趋势。本文简要介绍了虚拟现实技术的特点，探讨了在交通仿真中虚拟现实技术的应用情况，并对虚拟现实技术在这些领城的发展进行了展望。 【关键词】虚拟现实；交通仿真 随着我国的交通事业迅速的发展。在交通仿真应用软件不断更新，除了模型本身，虚拟现实技术的应用越来越多的成为这些软件发展的新趋势以及评价的一个重要指标，为实际应用提供了更为直观、有效的工具。本文就交通仿真中虚拟现实技术的应用进行了分析和介绍，并对今后交通仿真领域虚拟现实技术的发展进行了展望。 一、虚拟现实技术综述 虚拟现实技术(virtual reality, VR)，又称临境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征（如图1.１）的计算机高级人机界面。它综合利用了计 算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、 计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟 人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸 在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等 自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其它客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统（如图1.２）的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽

流体力学与交通流的联系

浅谈流体力学与交通流的联系 摘 要 本文简单论述流体力学与交通流之间的关系,介绍典型的交通流的流体力学模型,以及个人对于二者关系的初步看法。 关键词 交通流 流体力学模型 1 引 言 流体力学方法是交通流理论的三个主要研究方法之一。所谓流体力学方法，即交通波动理论，假定交通流是具有特定性质的一种流体，应用气体运动或声波洪水波理论，宏观地表现这种现象的变化和演进的方法。 自从著名的流体力学家Lighthill 和Whitham 提出交通流的力学模型以来，不少力学家和物理学家投入到交通科学研究中，建立了各种各样的交通流的流体动力学模型。 2 典型的交通流的流体力学模型 2.1 第一个交通流的力学模型——Lighthill-Whitham 模型 1955年，著名的流体力学家Lighthill 和Whitham 提出交通流的力学模型，满足如下的方程： 0)(=??+??x V t ρρ （1） 其中),(t x ρ和),(t x V 和表示t 时刻位于x 处的交通流密度和平均速度 此方程反映了车辆数守恒，对于平均速度),(t x V ，Lighthill 和Whitham 假设了一个速度-密度关系：

)) ,((),(t x V t x V e ρ= (2) 将（2）代入（1）中，就得到方程： 0][=????++??x V V t e e ρρρρ (3) Lighthill-Whitham 模型虽然具有简单明了的优点,但是仅仅适用于平衡态的交通流模型，无法解决本质上处于非平衡态的交通现象。 2.2其他几种交通流的流体力学模型的列举 Lighthill-Whitham 模型之后，还有很多其他模型 2.2.1 Payne 模型 2.2.2 K ühne 模型 2.2.3 K-K 模型 2.2.4 吴正模型 2.2.5 冯苏苇模型 3 研究方法 3.1 观测实验 可以选择到交通路口等地方通过人工观测记录，也可以到交通部门获取资料 3.2 建立数学模型 对于数据中出现的各个参数，通过数据的分析和参数辨识来确定。 3.3 问题的求解 只有少数问题可用特征线法解析求解，更常用的是数值方法，其

SPIN安装及模型验证实验报告

实验报告 实验题目：基于SPIN的LTL模型检测课程名：形式化方法 姓名：王燕霞 学号：201428013229141

一、SPIN概述 SPIN是由贝尔实验室形式化方法与验证小组用ANSI C开发，可以在所有UNIX操作系统版本使用，也可以在安装了Linux、Windows95以上版本等操作系统中使用，适合于分布式并发系统，尤其是协议一致性的辅助分析检测工具。SPIN模型检验工具的基本思想是求两种自动机所接受语言的交集，若交集为空集，则安全特性得到验证，否则输出不满足安全特性的行为迹。 SPIN可以用于以下三种基础模型中： 1）作为一个模拟器，允许快速对建立的系统模型进行随意的、引导性的或交互的仿真。 2）可以作为一个详尽的分析器，严格的证明用户提出的正确性要求是否满足（使用偏序简约进行最优化检索）。 3）用于大型系统近似性证明，用SPIN可以对大型的协议系统进行有效的正确性分析，即使这个系统覆盖了最大限度的状态空间。 二、SPIN的安装 2.1安装Cygwin Cygwin是一个在windows平台上运行的类UNIX模拟环境，我们可以通过这个软件在windows 系统上模拟简单的unix环境。 （1）首先从官网https://www.360docs.net/doc/aa5270955.html,/，下载Cygwin安装包，选择64位windows系统（2）打开软件安装包setup-x86_64.exe，界面如下：

（3）选择install from Internet，下一步 （4）选择安装路径 （5）选择模拟的Unix环境在系统中的路径

（6）选择Use Internet Explorer Proxy Setting，根据自己的网络链接状态选择 （7）选择镜像，最好是选国内的，以.cn结尾或者含有.cn的，国外镜像下载速度只有几K，所以可以不用尝试。在这里我选择的是中科大的一个镜像https://www.360docs.net/doc/aa5270955.html, (8)选择要安装的包，Cygwin默认安装的东西很少，像gcc、make、X11、tcl/TK这些都没有，需要自己勾选，可以在Search中直接输入关键字进行查找。如果一次安装没有全都装上也不要紧，可以再次运行setup.exe，然后继续安装其他的包。

_Doctor-城市微观交通仿真及其应用(理工大-商蕾)

城市微观交通仿真 及其应用 培养单位：能源与动力工程学院学科专业：轮机工程 研究生：商蕾 指导老师：高孝洪教授 2003年10月

摘要 80年代以来，世界各国虽然基本建成了现代化道路网，但随着经济的发展，路网通行能力已经满足不了交通量增长的需要，交通拥堵现象日趋严重。为了在现有道路条件下实施交通规划和控制，在路网出现拥挤的情况下进行交通诱导和事故处理，必须对交通流的特性有清楚的认识。因此，在过去的五十年里，出现了大量的交通流理论和模型。如按细节层次分，交通仿真模型可分为亚微观模型、微观模型、中观模型和宏观模型。 以前的研究主要集中于宏观模型，讨论交通流量及密度的变化。现在，由于高速运算计算机的发展以及交通仿真的需要，研究热点逐渐转移到微观仿真模型。微观交通模型在每一时刻均计算每一辆车的位置、车速、加速度等特性，可为交通管理和仿真提供详细的信息。 本文以微观交通仿真建模和城市微观交通仿真系统开发为研究重点，主要完成了如下工作： （1） 建立了车辆行为模型，其中包括跟驰模型、邻车影响模型和换道模型。模型中充分考虑了邻道车辆对驾驶行为的影响及驾驶员的 反应延迟，使模型更符合真实情况； （2） 开发了城市微观交通仿真系统：该系统包括车辆产生模型、路网模型、交通规则模型、信号灯控制模型、车辆行为模型、路径选 择模型、路口转向描述模型； （3） 在仿真应用中实现并研究了信号灯周期及其相位按交通需求动态分配的方案，提出该项仿真可用于确定在已知OD下，信号灯控 制路口的最大通行能力，并可作为现有控制方案的评估依据。 （4） 在图形工作站OCTANE上实现城市微观交通仿真系统的可视化，可从多角度实时观测交通状况。 （5） 通过对典型路段的交通调查，验证城市微观交通仿真系统的合理性。 关键词： 微观交通模型、仿真、可视化 I

保理系统自动化验证模型

保理系统自动化验证模型 一、借款企业自动拒绝条件 1．企业成立低于2年； 2．企业年营业额低于1000万元； 3．企业负债率大于90%； 4．企业当前有贷款逾期； 5．企业最近两年累计逾期大于5次； 6．企业最近两年有逾期1+； 7．企业与买家合作低于1年； 8．关联企业； 9．涉及两高一剩行业：两高行业指高污染、高能耗的资源性的行业；一剩行业即产能过剩行业。主要包括钢铁、造纸、电解铝、平板玻璃、风电和光伏等产业；10．企业经营地位于东北、新疆、西藏、云南、贵州； 11．企业实际控制人有吸毒、赌博等不良嗜好； 12．企业有当前未判决被诉讼记录且涉案金额超过100万元； 13．企业有过往被诉讼记录且被判决涉及诈骗、拒不履合同或协议； 14．企业或者其实际控制人被列入失信人名单的； 15．内部黑名单名录； 16．外部黑名单名录（第三方外部黑名单提供商）。 二、内部黑名单数据库 1．提供的核心贸易资料或证明其自身实力的财务数据为虚假资料被发现的；2．逾期30天仍未回购应收账款（对供应商）； 3．有三笔或多于三笔应付账款逾期超30天（对核心企业）； 4．企业最近两年累计逾期大于5次； 5．企业最近两年有逾期M1+； 三、反欺诈监控模型 1．贸易真实性审查，贷前审查买卖双方贸易背景是否真实、合法、有效；所提供的商务合同、商业发票、货运及质检单据等所显示的信息能够相互印证，对产品信息、买卖双方名称、结算方式等重要信息的规定应保持一致；

2．贷中对保理业务期限、还款资金来源是否合理合规；对买方资金的监控，保证买方资金按期回流； 3．贷后需规范卖方企业的频繁回购行为，对于频繁回购的企业，对回购资金来源的审查，回购资金不得为平台信贷资金（如新发放的保理预付款或贴现资金等），以避免企业出现假交易真融资或重复融资的行为； 4．系统收集买卖双方过往交易数据并动态监测，系统自动交叉验证并进行简单趋势预测。 5．第三方数据的借用，如：全国工商企业信用网、中国裁判文书网、中国人民银行征信中心、风险信息网、被执行人信息查询网、中国执行信息公开网、风控搜、巨潮资讯网等等； 6．交易双方的物流、信息流、资金流闭环的动态监控。

道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现

::道路与交通工程 Road&Traffic Engineering 道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现 陈晶，孙旭飞，田东黎 （福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108） 摘要：建立了描述车辆换道意图的产生、选择合适车道和实施换道行为的车道变换模型。运用车辆运动学理论，以换道车辆为目标，给岀了目标车辆与邻近车辆的最小安全距离间隙接受模型和车辆换道实施过程的运动模型，并应用到程序设计中，利用基于VC++上建立的交通仿真系统动态地显示非强制换道行为的效果。与VISSIM软件基于规则的换道模型相比，加入驾驶特性的影响和优化原来固定的安全距离,研究结果相对更优。 关键词：道路；微观交通仿真；换道行为；目标位置；最小安全距离 中图分类号：U412.1文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）01-0028-04 Research and Implementation of Simulated Lane Change Behavior Model of Road Micro Traffic Chen Jing,Sun Xufei,Tian Dongshen 智能交通系统（Intelligent Transport System,以下简称为ITS）在交通运输系统发展过程中占据重要地位。由于交通运输系统的不可复制性，交通仿真模型成为ITS中交通分析的重要方法之一，而作为交通仿真的核心部分，车辆行为模型也在ITS中发挥着重要作用m。车辆行为模型包括跟驰行为模型和换道行为模型，其中换道行为模型的质量优劣直接影响着交通仿真模型的效果与性能。与已趋于成熟的跟驰行为模型相比，换道行为模型研究则相对落后回。由于在换道过程中存在运动学过程较为复杂、驾驶员的驾驶特性难以量化、微观数据难以获取等问题，笔者拟从运动学角度对车辆换道行为模型进行分析，从驾驶员的决策过程分析最小安全距离和换道行为实施的运动模型。通过在微观仿真系统上动态显示换道行为的仿真效果，来验证换道行为模型的准确性，并提高微观仿真系统的精度。 1换道行为分类 道路上车辆换道行为是一种普遍且常见的交通现象。车辆换道是指当前道路不止1个车道时,车辆由于某种需求从当前车道变更到相邻车道的驾驶行为。换道行为是指根据驾驶员特性以及对周围交通状况的实时信息（车速、位置等）判断,调整驾驶目标策略的综合过程。换道行为根据换道产生的需求大致可以分为2类：强制换道、非强制换道。强制换道是指车辆为了到达目的地而采取的变道行为，具有确定的目标车道、在一定行驶区域内必须换道的特点；非强制换道又称为自由换道，是指目标车辆在遇到当前车道前车速较慢时，为了追求期望车速以及更大的驾驶空间或为了正常驾驶避开即将驶入安全距离的后车而产生的换道行为。笔者主要研究非强制换道行为。 2换道行为模型研究 换道行为通常被分为：产生换道意图、选择合适车道和换道行为实施2T。其中选择合适车道可以视为分析车辆换道行为可行性的过程，它将最终决定换道行为是否实施。 2.1产生换道意图 在不同的交通流密度下，由于每个驾驶员对当前车辆的期望车速要求不同，这个期望车速主要受车辆的机械特性、驾驶员的驾驶特性和交通规则的影响。车辆在道路行驶时，由于当前车道前车的速度过慢，导致车辆的行驶速度低于期望车速时,便会产生换道需求。但是这个需求不是必须的，而是为了获取更理想的行驶方式而采取的换道行为。只有当选择的目标车道确认换道行为可行时，换道才可实施，否则车辆会继续在原车道减速行驶冋。 28彳苯技水2019No.l(Jan.)Vol.37

基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型

2005年5月重庆大学学报(自然科学版)May2005第28卷第5期Journal of Chongqing University(Natural Science Editi on)Vol.28　No.5 文章编号:1000-582X(2005)05-0086-04 基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型3 孙　跃,余　嘉,胡友强,莫智锋 (重庆大学自动化学院,重庆　400030) 摘　要:描述了一种对高速路上的交通流仿真和预测的模型。该模型应用了元胞自动机原理对复杂的交通行为进行建模。这种基于元胞自动机的方法是将模拟的道路量离散为均匀的格子,时间也采用离散量,并采用有限的数字集。同时,在每个时间步长,每个格子通过车辆跟新算法来变换状态,车辆根据自定义的规则确定移动格子的数量。该方法使得在计算机上进行仿真运算更为可行。同时建立了跟车模型、车道变换的超车模型,并根据流程对新建的VP算法绘出时空图。提出了一个设想:将具备自学习的神经网络和仿真系统相结合,再根据安装在高速路上的传感器所获得的统计数据,系统能对几分钟以后的交通状态进行预测。 关键词:元胞自动机;交通仿真;数学模型 中图分类号:TP15;TP391.9文献标识码:A 1　元胞自动机 生物体的发育过程本质上是单细胞的自我复制过程,50年代初,计算机创始人著名数学家冯?诺依曼(Von Neu mann)曾希望通过特定的程序在计算机上实现类似于生物体发育中细胞的自我复制[1],为了避免当时电子管计算机技术的限制,提出了一个简单的模式。把一个长方形平面分成若干个网格,每一个格点表示一个细胞或系统的基元,它们的状态赋值为0或1,在网格中用空格或实格表示,在事先设定的规则下,细胞或基元的演化就用网格中的空格与实格的变动来描述。这样的模型就是元胞自动机(cellular aut omata)。 80年代,元胞自动机以其简单的模型方便地复制出复杂的现象或动态演化过程中的吸引子、自组织和混沌现象而引起了物理学家、计算机科学家对元胞自动机模型的极大兴趣[1]。一般来说,复杂系统由许多基本单元组成,当这些子系统或基元相互作用时,主要是邻近基元之间的相互作用,一个基元的状态演化受周围少数几个基元状态的影响。在相应的空间尺度上,基元间的相互作用往往是比较简单的确定性过程。用元胞自动机来模拟一个复杂系统时,时间被分成一系列离散的瞬间,空间被分成一种规则的格子,每个格子在简单情况下可取0或1状态,复杂一些的情况可以取多值。在每一个时间间隔,网格中的格点按照一定的规则同步地更新它的状态,这个规则由所模拟的实际系统的真实物理机制来确定。格点状态的更新由其自身和四周邻近格点在前一时刻的状态共同决定。不同的格子形状、不同的状态集和不同的操作规则将构成不同的元胞自动机。由于格子之间在空间关系不同,元胞自动机模型分为一维、二维、多维模型。在一维模型中,是把直线分成相等的许多等分,分别代表元胞或基元;二维模型是把平面分成许多正方形或六边形网格;三维是把空间划分出许多立体网格。一维模型是最简单的,也是最适合描述交通流在公路上的状态。 2　基于元胞自动机的交通仿真模型的优点目前,交通模型主要分为3类: 1)流体模型(Hydr odyna m ic Model),在宏观上,以流体的方式来描述交通状态; 2)跟车模型(Car-f oll owing Model),在微观上,描述单一车辆运动行为而建立的运动模型; 3)元胞自动机模型(Cellular Aut omat on),在微观 3收稿日期:2005-01-04 基金项目:重庆市自然科学基金项目(6972) 作者简介:孙跃(1960-),浙江温州人,重庆大学教授,博士,研究方向:微观交通仿真、电力电子技术、运动控制技术及系统。

使用基于模型的设计进行早期验证和确认

使用基于模型的设计进行早期验证和确认 MATLAB 简化了线性控制设计，但是在实际应用中，系统很少是线性的。因此，即使在设 计了控制器后，对其进行测试和调整仍然意味着需要构建系统的硬件原型，并对算法进行编码。或者，因为没有样机而无法进行测试，只有等到开发流程后期才能开展测试活动。 为了将算法应用到硬件之前验证这些算法，工程师们借助数值技术来仿真控制算法对系统（也称为“对象”）的控制行为。控制工程师们学习编写C 或Fortran 程序来尝试构建系统模型，借用他们认为可能会适用于其系统类型的数值积分例程，在系统模型程序中复制其控制算法，并仿真整个系统。如果要使系统完全正常工作，那么整个仿真-开发流程需要耗费大量时间并且极具挑战性。 The MathWorks 在1990 年发布了Simulink，一种用于对动态系统进行建模和仿真的软件环境。在控制设计中使用Simulink 可带来两大好处。首先，该软件提供了一种直观的框图 环境，可用于对算法和对象以及可能影响系统行为的非线性实际效果进行建模。其次，该软件包括一个基于一流数值积分方法创建的仿真引擎。这些核心功能极大地简化了控制工程师通过仿真来验证控制算法的工作。但是控制工程师们仍然必须在最后对算法进行编码，以在硬件样机或实际系统上测试这些算法。 大约五年后，随着Simulink 模型自动代码生成的推出，此流程变得简单得多。对于调试和 测试在原型系统中运行的代码，控制工程师们不必再担心将算法模型转换为代码时出现错误。 控制工程发展的下一步曾是个很大的挑战：产品级的代码生成。快速原型代码通常包含许多调试例程、数据收集代码、主机-目标通信代码以及用于交互测试的其他补充代码。一般而 言，这些代码的优化程度不足以将其运用在可交付使用的系统中。代码生成工具经过改进后，可以生成高效率的代码，足以部署到产品级嵌入式系统中。今天，许多行业都认为从控制模型自动生成产品级代码是最佳的做法。 Model-Based Design（基于模型的设计） 处理器速度和内存的快速增加有助于在桌面上开发建模、仿真和代码生成工具，同样也使嵌入式软件开发人员可以改进嵌入式控制器的功能和复杂性。此步骤继而推动了这样一种需求：即使用文本编辑器和调试器的传统代码开发技术不再是一种局限，未来的设计将以模型 为中心。这种以模型为中心的开发方法称为Model-Based Design（基于模型的设计）（图1）。

交通流分配模型综述

华中科技大学研究生课程考试答题本 考生姓名陈菀荣 考生学号M201673159 系、年级交通运输工程系、研一 类别科学硕士 考试科目交通流理论 考试日期2017 年 1 月10日

交通流分配模型综述 摘要：近些年，交通流分配模型已经广泛应用到了交通运输工程的各个领域，并且在交通规划中起到了很重要的作用。本文对交通流分配模型研究现状进行了综述，并分别对静态交通流分配模型、动态分配模型以及公交网络进行了阐述和讨论。同时对相关的交通仿真还有网络优化问题研究现状进行了探讨。最后结合自身学习经验做出了一些评价和总结。 关键词：交通流分配；模型；公交网络 0引言 随着经济和科技的发展，城市化进程日益加快，城市也因此被赋予更多的工程，慢慢聚集大量的人口。而人口数量的增加而直接带来的城市出行量增加，不管是机动车出行还是非机动车出行量都相较以前增加了很多，从而引发了一系列的交通问题。因为在城市整体规划中，交通规划已经成为了十分突出的问题。在整个交通规划过程中，交通分配在其中占有很重要的地位，为相关公交路线，具体道路宽度规划等都有很大作用。 1交通流分配及研究进程 1.1交通流分配简介 由于连接OD之间的道路有很多条，如何将OD交通量正确合理的分配到O 和D之间的各条路线上，是交通流分配模型要解决的首要问题。交通流分配是城市交通规划的一个重要组成部分也是OD量推算的基础。交通流分配模型分为均衡模型和非均衡模型。 1.2交通流模型研究进程 以往关于交通流分配模型的研究多是基于出行者路径偏好的，主要有以Wardrop第一和第二原则为分配依据建立的交通分配模型，Wardrop第一原则假定所有出行者独立做出令自己出行时间最小的决策，最终达到纳什均衡的状态，此时的流量为用户最优解，在这种状态下，同一个起始点时间所有有流路径的通行时间相等，并且大于无流路径的通行时间；Wardrop第二原则假定存在一个中央组织者协调所有出行者的路径选择行为，使得所有出行者的总出行时间最小，对应的状态称为系统最优，此时分布的流量称为系统最优流。 交通流分配模型最早要追述到Beckmann等[1]于1956年首先提出了满足

国内外交通仿真技术的研究现状

国内外交通仿真技术的研究现状 仿真，顾名思义是指对真实事物的模仿，也称为“模拟”，它是指为了求解问题而人为地模拟真实系统的部分或整个运行过程。由于科学研究与实践的对象是兼有方法论与工具意义的系统仿真问题，因此，我们讲的仿真一般也就是指系统仿真。雷诺(T.H.Nayfor)在其专著中定义:仿真是在数字计算机上进行实验的数学化技术，它包括数字与逻辑模型的某些模式，这些模型描述某一事件或系统(或者它们的某些部分)在若干周期内的特征。 国内学者认为:系统仿真就是在计算机或实体上建立系统的有效模型(数字的、物理的、数字一物理效应混合的模型)，并在模型上进行系统试验。 目前人们普遍接受的观点是:系统仿真是以相似原理、控制理论、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科综合技术。 系统仿真是20世纪50年代逐步形成并迅速发展起来的新兴学科。最早的通用仿真器是由美国IBM公司研制的，1%7年更名为通用仿真系统，并增加了许多功能，直至后来发展成应用最广的一种离散系统仿真语言。时至今日，仿真技术发展方兴未艾。我国自20世纪50年代就开展了仿真技术研究，并得到了迅速发展。60年代末，在开展连续系统仿真的同时，已开始对离散事件系统(如交通管理、

企业管理)进行仿真研究。 70一80年代，在训练仿真器方面获得飞速发展，自行研制的飞行仿真器、舰艇仿真器、火电机组培训仿真系统、化工过程培训仿真系统、汽车模拟驾驶仿真器相继研制成功并投入使用，在行业操作人员培训中发挥了很大的作用。1989年中国系统仿真学会正式立，标志着仿真学在中国的发展进入了一个崭新的阶段。90年代，我国开始对分布交互式仿真、虚拟现实仿真等先进仿真技术及其应用进行研究，开展了较大规模的复杂系统仿真[‘2一。 系统仿真近些年来发展十分迅速，它综合集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高科技领域的知识。现代仿真系统已经成为任何复杂的系统特别是高新技术产业不可缺少的研究、设计、评价和训练的手段和工具，并在实践中得到了有效的应用。 1.3.1国外交通仿真技术的研究现状 交通系统仿真技术是随着电子计算机和系统仿真技术的发展而发展起来的。在国外大体上经历了三个发展阶段tl3〕。 第一阶段，20世纪40年代末至60年代初，为诞生期。该时期的工作大多讨论的是如何进行交通流仿真，直到大约1%O年，用仿真技术研究交通流状态的可能性和可行性才得到普遍承认，并且开始开发一些交通系统仿真软件。 第二阶段，20世纪60年代初至80年代初，为发展期。该时期，发表了大量的论文和专著，主要都是关于交通流仿真方法及其模型建立

统一的模型和代码验证

统一的模型和代码验证 23 June2016 宋登Application Engineering

?当前大多数控制系统软件既包含模型自动生成代码又包含手写代码?如何高效的测试混在一起的手写代码和自动生成代码呢？ ?MathWorks提供了不同的工具用于测试模型和代码 ?有没有一个流程可以以最高效的方式使用这些工具呢？

?功能测试之前模型和代码的静态分析 ?动态测试：对模型、S-function和自动生成的代码进行功能验证?静态分析集成的代码：手写代码、S-function和自动生成代码?统一的、互为补充的模型和代码验证流，持续提高产品信心

案例研究: 巡航定速控制应用 65mph 目标: 根据驾驶员的操控和车辆的运行工况设定目标速度和踏板位置 巡航定速控制应用(C 代码) ?手写代码模块单元 ?基于模型的Stateflow 模块单元 ?基于模型的S-function 模块单元

案例研究: 巡航定速控制系统架构 巡航定速控制系统 读取输入 故障日志 踏板命令控制模块 控制输出 手写代码自动生成代码S-function 代码 目标速度控制模块 功能调度 系统输入 Cruise Power Brake Vehicle Speed Coast/Set Accel/Resume 系统输出 Target Speed Engaged Pedal Position

案例研究: Roles & Workflow ?MBD 控制模块负责人: Chuck –基于Simulink模型进行开发 –通过s-functions在模型中集成C代码–产生代码 –依靠基于模型的测试方法 ?集成和编译负责人: Anthony –基于手写C代码进行开发 –集成手写代码和自动生成代码–创建ECU编译 –依靠HiL设备进行测试 读取输入 故障日志 控制输出 巡航定速控制应 用系统 目标速度控制模块 踏板命令控制模块 自动生成的 C代码 集成的 C 代码

交通仿真A-答案

1.交通仿真的定义 答：交通仿真是数字仿真在交通工程领域的应用，它以相似的原理、信息技术、系统工程和交通工程领域的基本理论和专用知识为基础，以计算机为工具，利用系统仿真模型模拟道路交通系统的运行状态，采用数字图形方式来描述动态交通系统，以便更好地把握和控制道路交通系统的实用科学技术。 2.交通仿真的优点 答：经济性；安全性；可重复性；易用性；可控制性；可拓展性。 3.交通仿真的功能（或应用领域） 答：在交通工程理论研究中的应用； 在道路几何设计方案评价分析中的应用； 在交通管理系统设计方案评价分析中的应用； 在道路交通安全分析中的应用； 在交通新技术和新设想测试中的应用； 在智能交通系统中的应用。 4.交通仿真的发展趋势 答：应用领域不断扩大；

健全系统后台开发技术，不断完善丰富交通仿真系统功能； 前台表现手法更加丰富； 交通仿真模型进一步完善； 快速引入新技术。 5.交通仿真的分类体系 答：交通仿真按照不同的分类标准可以得到不同的分类内容，一般来说，根据不同的仿真目的及仿真对象，交通仿真有以下几种分类方式和分类结果： ⑴从交通流理论的角度分为：微观交通仿真和宏观交通仿真； ⑵从仿真技术角度分为：连续时间仿真和离散时间仿真； ⑶从仿真实现的方式分为：理论仿真、多媒体技术仿真和人机交互方式仿真； ⑷从解决问题的对象分为：交叉口交通仿真、路段交通仿真和综合路网交通仿真； ⑸从仿真应用的研究范围分为：交通安全仿真、交通拥堵仿真、交通污染仿真、交通规划仿真、交通控制仿真、驾驶员行为仿真等。 6.

7.交通仿真技术与其他交通分析技术相比，具有的优点为？ 8.宏观交通仿真的常用模型有哪些？ 答：土地利用模型；车辆拥有模型；家庭收入模型；出行成本模型；出行生成模型；出行分布模型；方式划分模型；高峰时段模型；载客率模型；道路网分配模型；公共交通模型；方案评价模型。 9.宏观交通仿真的基本步骤为？

关于模型校核与验证

关于模型校核与验证标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

轨道线网客流预测模型建立后，必须进行校核、验证与确认，以便确定该模型是否能足以准确地反映实际系统的各种动、静态特性、是否可保证放心地使用所建立的模型。如果不满足要求，还将进行相应的修正。建模和模型校核、验证与确认是一个相互交替的过程，而且贯穿于模型研究过程的整个生命周期中。 模型校核、验证与确认实质上是进行模型有效性分析，它发生在模型发展的每个阶段，概括地讲，模型校核是一个过程，在这个过程中要检查和确定计算模型是否准确地表达了概念模型（数学模型，物理模型）。 模型验证是在建模目的意义下模型能否准确地代表实际系统，有两个方面的含义：一是首先要检查概念模型（数学模型，物理模型）是否正确地描述了实际系统；二是进一步考察模型输出是否充分接近实际系统的行为。模型验证的目的并不是为了使模型与实际系统完全一致，由于模型只是对实际系统的一种相似，所以让模型百分之百地复现真实系统的行为是不可能的，也是不必要的。 模型校核与验证的难点： （1）模型验证工作是一个过程 模型是建模者根据建模目的按照相似原理对于实际系统的科学抽象与简化描述。它反映了建模者对实际系统由感性到理性认识的一个阶段，这种认识是否正确与精确，还得经过实践的检验。因此，模型验证工作，实际上是由实践到理论，再由理论到实践的过程。有时得经过多次反复才能完 成。 （2）模型验证工作具有模糊性 模型是原型（研究对象）的相似系统，而相似程度具有一定的模糊或不确定型。这种不确定性不仅与建模者对原型认识的深刻程度有关，而且与他所采用的方法与技巧有关。就是说对于同一原型系统，抱着同样的建模目的，不同的人可能建造出与原型相似程度不同的模型。 （3）模型验证工作受多种因素影响 首先是模型本身的因素，总所周知一个完成的模型包含两个方面的内容：一方面是它的结构，另一方面是它的参数。结构往往可以代表某一类模型的共性，而参数的加入，体现的是模型的个性。这两方面是模型能否代表原型的决定因素。是内因。因此，在进行模型验证时，要倍加关注它的正确性与准确性。 其次是模型运行的环境即外因，其中最基本的是给模型系统施加的输入作用。这种作用应与给实际系统施加的作用相似，只有这样，才能为分析判断模型的有效性创造条件。 4模型验证过程往往存在大量的统计分析与计算 假设检验、统计判断、置信区间估计等都要涉及到复杂的计算。因此，模型验证工作需要付出很高的代价。特别是对于复杂的大型仿真系统更是如此，以致使得模型的全面验证实际上成为不可能。

基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交通仿真集成系统

SooPAT 基于宏、中、微观交通仿真平台 交互使用的交通仿真集成系统 申请号：201110373610.2 申请日：2011-11-22 申请(专利权)人广州市交通规划研究所广州至信交通顾问有限公司 地址510030 广东省广州市越秀区吉祥路80号10楼 发明(设计)人邓兴栋贺崇明甘勇华陈先龙李橘云韦栋李健行宋程 余尧 主分类号G06Q10/04(2012.01)I 分类号G06Q10/04(2012.01)I 公开(公告)号102393928A 公开(公告)日2012-03-28 专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司 44102 代理人禹小明邱奕才

(10)申请公布号 CN 102393928 A (43)申请公布日 2012.03.28C N 102393928 A *CN102393928A* (21)申请号 201110373610.2 (22)申请日 2011.11.22 G06Q 10/04(2012.01) (71)申请人广州市交通规划研究所 地址510030 广东省广州市越秀区吉祥路 80号10楼 申请人广州至信交通顾问有限公司 (72)发明人邓兴栋 贺崇明 甘勇华 陈先龙 李橘云 韦栋 李健行 宋程 余尧 (74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人禹小明 邱奕才 (54)发明名称 基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的交 通仿真集成系统 (57)摘要 本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一 种基于宏、中、微观交通仿真平台交互使用的一体 化交通仿真系统。其包括：宏观交通仿真模块、 中观交通仿真模块、微观交通仿真模块、数据采集 与融合模块，中观交通仿真模块与宏观交通仿真 模块连接，微观交通仿真模块与中观交通仿真模 块连接，数据采集与融合模块分别和宏观交通仿 真模块、中观交通仿真模块、微观交通仿真模块连 接。本发明在宏、中、微观交通仿真平台独立仿真 的基础上，实现各层仿真系统、不同仿真平台数据 的交互利用，能系统、全面模拟大型活动车流、人 流的交通运作状况，为大型活动各种交通决策方 案的制定提供技术依据。(51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 10 页 附图 7 页