为了有效地提高城市道路的利用率,解决交通拥堵问题,有必要对城市道路的交通现状做出科学的分析,找出合理的改善措施。交通流微观仿真是交通优化设计的一个重要手段,是复现交通流时间空间变化的技术,是一种采用计算机数学模型来反映复杂交通现象的交通分析方法。它可以对交通管理系统设计方案、道路几何设计方案进行评价,还可以进行交通工程理论研究、交通安全分析,以及对新的交通技术和设想进行测试,是近年来智能交通系统(ITS)的应用研究中一个重要的评估工具。 本文以面向对象程序设计思想为基础,以包括三个交叉口的主干道为研究对象,采用基于交通流理论的车辆运动模型和计算机仿真理论构建了城市交通微观仿真软件。该软件是在Java的集成开发环境JBuilder6.0下实现的,其基本上具备了路网构造和管理、交通流运行的实时动画仿真、交通控制模拟、数据统计以及开放式交通方案输入等功能。具体内容如下: (1)运用面向对象方法与可视化技术开发了城市交通微观仿真系统,对该系统进行了需求分析、功能模型设计、对象模型设计和系统结构设计。在该仿真系统中,图形用户接口使用户可以直观地观察仿真进程,包括车辆运行的实时动画、交通信号灯状态和交通状况显示。 (2)城市交通微观仿真系统的模型体系研究。交通微观仿真系统的模型体系是交通仿真的核心内容。模型体系的正确性直接决定仿真系统的成败。本文主要立足于城市干道微观交通流仿真系统的建模与实现,首先选定和改进了适合计算机模拟的微观交通流的各仿真模型如:路网描述模型、车辆产生模型、车辆运动模型、车辆自由行驶和跟驰模型、信号灯控制模型、交通事件响应模型等。然后将这些交通模型有机地结合起来,编制各模型的实现模块,确定系统的仿真方法。 (3)通过具体实验,对软件的功能进行了测试分析,同时也验证了模型算法实现的可行性和模型的逼真度。并给出影响干线通行能力的各因素调整方案和线控信号配时的实时调整流程,对优化前后的信号配时参数和评价指标进行比。 通过本文所述的研究工作,基本上完成了交通流模型的实现和单行车道实时绿波交通控制,找到了运用Java对微观交通流的仿真方法,并从程序上实现了微观交通流的二维仿真工作,为今后交通流仿真的继续研究打下了较好的基础。