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微观交通仿真中的路径规划和车辆更新的并行计算
| 论文题名： | 微观交通仿真中的路径规划和车辆更新的并行计算 |
| 关键词： | 并行计算;微观交通仿真;路径规划;车辆更新 |
| 摘要： | 微观交通仿真对交通流的描述细化到单个车辆的行为模型,能真实的模拟实际交通流的运行状态,也方便进行交通管理、控制、规划和预测评估。随着城市规模拓展,车辆不断增多,以及交通信号控制与交通流量之间的耦合关系,交通仿真系统中路网规模和车辆数目都不断增加,对交通仿真软件的仿真效果、实时性以及分析功能的要求也不断提高。在大规模路网下,使用传统串行微观交通仿真难以满足实时仿真计算的要求。并行计算是提高计算性能的一种有效手段,并行微观交通仿真利用多个计算资源并行协同完成仿真计算,可以明显提高微观交通仿真的效率。 本文在总结典型的并行微观交通仿真方法的基础上,分析了微观交通仿真的可并行性和基本的并行化方法,结合MPI( Message Passing Interface)特性设计了主从模式下各机之间的工作方式,将多台计算机通过网络互联组成分布式平台来实现并行计算,主要实现的工作包括: (1)在GPU协同CPU计算的异构系统中,使用CUDA(Compute Unified Device Architecture)实现了路径规划的并行计算,在较大规模的路网数据下进行实验,验证了该方法可以有效提高路径规划的效率。 (2)使用基于空间域划分的方法分解任务,并结合路网的三层结构表示,将路网按照道路和交叉口的编号均分给多个仿真计算机,由多个仿真计算机来并行协同完成仿真计算。 (3)使用MPI消息传递机制实现了主从模式下的分布式多机之间的通讯:仿真端使用多线程技术来完成消息发送和接收,主控端在每个仿真时间步收集仿真端所有车辆的信息。 (4)设计了不同路网和不同车辆数目下的仿真实验,分析了影响分布式并行微观交通仿真加速效果的主要因素。 |
| 作者： | 郑伟 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 柳有权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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