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分布式交通网络仿真平台的动态负载均衡算法研究及应用
| 论文题名： | 分布式交通网络仿真平台的动态负载均衡算法研究及应用 |
| 关键词： | 分布式交通网络;微观交通仿真;动态负载均衡;路网模型;博弈论 |
| 摘要： | 采用分布式交通仿真系统来对现实交通情况进行模拟，是提高城市交通效率和机动性的有利途径。而分布式仿真系统中，任务是否均衡分配关系到整个仿真系统的仿真速度。因此，如何使分布式交通仿真节点的负载均衡成了亟待解决的问题。本文以分布式交通仿真平台为基础，借鉴博弈论的思想，提出了基于博弈论的动态负载均衡算法，并通过仿真实验和理论分析来验证了算法的优越性。本文的主要工作包括以下几点： （1）提出了基于分布式交通仿真的网络模型。首先，在自主研发的分布式微观交通网络仿真平台的基础之上，设计了混合模式的动态负载均衡模型。该模型采用CS和P2P的结合来完成，总控端与仿真终端间以CS的模式存在，而仿真终端和仿真终端之间以 P2P的模式存在。同时为了提高仿真系统的仿真速度、降低数据采集成本，本文将路网中道路简化为带权重的点，而路口简化为带权重的边。采用该模型对路网进行仿真，能够在不失仿真的真实性的同时，简化仿真路网模型，提高仿真系统的仿真速度和仿真效率。 （2）提出了基于博弈论的动态负载均衡算法。本文借鉴博弈论中纳什均衡的思想，将道路的迁移变为主动行为。算法首先对道路的效用函数进行定义，并通过理论推导证明该函数存在纳什均衡；然后，采用迭代生长的方式来对地图网络进行初始分割；最后，道路将根据效用函数计算自身的费用，并根据自身的费用来决定是否进行迁移以及迁移的目的终端，直到完成整个路网的均衡；并且在仿真系统运行中再次出现不均衡状况时，同样也可以依据道路的费用来对道路进行迁移，并再次达到均衡状态。 （3）进行了仿真对比实验。本文采用自主研发的微观交通仿真系统为实验平台，通过设定实验参数等，与经典的递归对分算法进行了两大组对比实验。实验的主要内容包括：终端数变化及车辆数变化对仿真时间、仿真时间方差、通信时间总和及通信时间方差的影响。实验结果证明，本文提出的基于博弈论的动态负载均衡算法的优越性。 通过理论及对比仿真实验的结果验证，本文提出的基于博弈论的动态负载均衡算法能够均衡的划分路网，并且能够解决大规模分布式交通仿真系统的动态负载均衡问题。 |
| 作者： | 张萌洁 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 周世杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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