【正文】 /////////////////////////////////////////////////// CAboutDlg dialog used for App Aboutclass CAboutDlg : public CDialog{public: CAboutDlg()。寫(xiě)作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過(guò)程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開(kāi)始。在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的導(dǎo)師馬冬梅老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，在此我表示衷心感謝。 本文主要討論了一種基于面向?qū)ο蟮慕煌ǚ抡娣椒?，并?duì)其中一個(gè)重要子系統(tǒng) ——平面交叉口仿真做了初步研究。先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)和先進(jìn)的出行者信息系統(tǒng)是國(guó)外眾多交通仿真系統(tǒng)的主要研究應(yīng)用領(lǐng)域，而交通仿真分析技術(shù)可以完全替代傳統(tǒng)理論公式化的交通流模型，來(lái)滿足以上兩系統(tǒng)動(dòng)態(tài)交通管理方案的效益評(píng)價(jià)和優(yōu)化。其流程如下圖所示7. 道路交通微觀仿真的發(fā)展前景城市道路交通微觀仿真技術(shù)在城市交通改善中 起到了積極的作用 ,它為動(dòng)態(tài)地進(jìn)行交通系統(tǒng)規(guī)劃、評(píng)價(jià)和優(yōu)化提供了一種直觀、形象而又科學(xué)的方法，必將促進(jìn)城市道路交通系統(tǒng)的發(fā)展。提取不同方案的仿真結(jié) 果，分析比較各個(gè)可能措施的交通影響和投資，排除一些不可行、效益不明顯的或因投資太大和周期太長(zhǎng)不宜實(shí)現(xiàn)的方案，最后形成若干可行的、效益顯著的、效益投資比令人滿意的方案。城市道路交通仿真一般待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定以后開(kāi) 始記錄仿真結(jié)果，同一項(xiàng)目一般要運(yùn)行 3 次以上 ,取各次運(yùn)行結(jié)果的平均值為最終結(jié)果。 8) 最后看仿真的交通情況是否令人滿意，若不滿意，修改信號(hào)燈參數(shù)或交叉口其他管理設(shè)施(交通標(biāo)志 、交通標(biāo)線等)，達(dá)到滿意為止。 6) 在進(jìn)入仿真周期的同時(shí)通過(guò)程序調(diào)用Open GL 輸出交叉口的整個(gè)動(dòng)畫(huà)仿真過(guò)程 ,如果與實(shí)際情況相差較大 ,則返回 1) ,修改仿真模型 ,若基本相符，則繼續(xù)。 4) 進(jìn)入仿真周期，開(kāi)始計(jì)時(shí)。 2) 要有10組以上各類型平面交叉口的交通流數(shù)據(jù)、相對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈參數(shù)、交叉口相關(guān)參數(shù)，分別存入 SQL SERVER中的交通流數(shù)據(jù)表、信號(hào)燈參數(shù)表和交叉口參數(shù)表中(其中交通流數(shù)據(jù)需要最近半年的)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，定義了如下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：enum Direction{East, South, West, North}。該類由VC Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境自動(dòng)生成，它負(fù)責(zé)管理應(yīng)用程序的主框架，并接收來(lái)自窗口中所有對(duì)象的消息。 //汽車的Destructor}。 //交通燈顯示狀態(tài)切換 CRedGreenLight(int x,int y,bool State,int GreenTime,int RedTime,int Timecount)。 ///判當(dāng)前交通燈是否顯示綠色，是則true void SetTime(bool State,int GreenTime,int RedTime,int Timecount)。 //交通燈的坐標(biāo)public: bool IsRed()。 //交通燈顯示紅、綠時(shí)間變量int m_Timecount。 CRedGreenLight類的說(shuō)明class CRedGreenLight {privatebool m_State。 //汽車前行一步 virtual ~CCar()。//構(gòu)造函數(shù) void Move()。 //取得汽車當(dāng)前所處的路段 Direction GetNextDirection(int x, int y, Address addressTo, Direction CurrentDir)。 //取得汽車所在地當(dāng)前的紅綠燈 CCar* GetCar(int x, int y, Direction CurDirection)。 //標(biāo)志，表示汽車是否已被處理，用于串行模擬并行的調(diào)度中 int m_x,m_y。 //汽車的終點(diǎn) Direction m_direction。有如下屬性和方法:class CCar {privateAddress m_From?？傊到y(tǒng)中所有標(biāo)識(shí)符都做到了見(jiàn)其名能知其義。如m_direction。比如：GetNextDirection。比如：CCar，CRedGreenLight。CDemoDoc類負(fù)責(zé)應(yīng)用程序文檔(數(shù)據(jù))的存貯，并和CDemoView類進(jìn)行交互。②系統(tǒng)中的其它主要類CMainFrame類、CDemoView類、CDemoDoc類由VC Studio集成開(kāi)發(fā)環(huán)境自動(dòng)創(chuàng)建，其中：CMainFrame類是應(yīng)用程序窗口框架類，它負(fù)責(zé)應(yīng)用程序窗口框架中所有的可視對(duì)象，如菜單、工具條，并處理應(yīng)用程序中來(lái)自窗口框架對(duì)象所發(fā)的所有消息。 系統(tǒng)模型 系統(tǒng)中重要類的識(shí)別①在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，識(shí)別出主要兩個(gè)類：汽車類CCar和紅綠燈類CRedGreenLight類。? 車在行駛時(shí)，依照下列交通規(guī)則： 綠燈行，紅燈停，黃燈忽略。本模型假設(shè)各種車輛在交叉口占據(jù)相同大小的空間。此模型為靜態(tài)模型，從仿真初始化后就不再變化。屬性: 方向；方法：直行，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。屬性:類型 ,車速；方法：直行，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)。屬性: 車輛類型，車輛噸位；方法：直行，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，加速，減速，停車，超車。屬性: 寬度 , 類型 ( 直行 , 左轉(zhuǎn) , 右轉(zhuǎn))；方法：變換車道，確定車道類型。屬性:類型 ,編號(hào)；方法：進(jìn)、出口使用類型編號(hào)。屬性:類型 ,大小 ,內(nèi)容；方法：對(duì)車輛要求。屬性: 類型 ,內(nèi)容；方法：誘導(dǎo)車輛。屬性: 信號(hào)燈相位 ,顏色；方法：確定顏色，顯示顏色。 因此用 C++實(shí)現(xiàn)的交叉口仿真模型就必須相應(yīng)地由以下8個(gè)類組成。 TVEHICLELIST vehiclelist；車輛隊(duì)列對(duì)象的定義 TLIKLIST link list；路段隊(duì)列對(duì)象的定義 ONLIST intersection list；交叉口隊(duì)列對(duì)象的定義 TSIGNALLIST signallist；信號(hào)燈隊(duì)列對(duì)象的定義3. 平面交叉口交通仿真的建?！∧Ｐ突窘M成部分 平面交叉口主要由信號(hào)燈、交通標(biāo)志 、交通標(biāo)線、交叉口 、車道 5 部分組成 。 typedef deque TV ehicle TV EHICLELIST；//車輛隊(duì)列的定義 typedef deque TL ink TLNKLIST；//路段隊(duì)列的定義 typedef deque T Intersection SECTIONLIST；//交叉口隊(duì)列的定義 typedef deque T Signa l TSIGNALLIST；//信號(hào)燈隊(duì)列的定義 其中: TV EHICLELIST為車輛 deque 隊(duì)列結(jié)構(gòu), 用于存放路網(wǎng)上產(chǎn)生的所有車輛的類對(duì)象；TLIKLIST為路段deque隊(duì)列結(jié)構(gòu), 用于存放路網(wǎng)中所有路段的類對(duì)象；TINTERSECTIONLIST為交叉口deque 隊(duì)列結(jié)構(gòu), 用于存放路網(wǎng)中所有交叉口的類對(duì)象；TSIGNALLIST 為信號(hào)燈 deque 隊(duì)列結(jié)構(gòu), 用于存放路網(wǎng)中所有信號(hào)燈的類對(duì)象。 //類對(duì)象 name 為聲明的對(duì)象, 在程序中通過(guò)對(duì)對(duì)象的編程實(shí)現(xiàn)對(duì)各對(duì)象的控制。 定義了交通網(wǎng)絡(luò)元素的各實(shí)體類后, 在程序中通過(guò)以下語(yǔ)句聲明其對(duì)象。 }。 Class T —name // 實(shí)體類名稱 { public: 　　 成員函數(shù)定義。鐘類的成員變量主要包括當(dāng)前時(shí)間值、 仿真時(shí)間步長(zhǎng)、仿真時(shí)間等。 6) 時(shí)鐘類。信號(hào)燈類主要是用來(lái)描述信號(hào)配時(shí)參數(shù)中的紅綠燈時(shí)長(zhǎng)等屬性, 它可以控制每個(gè)車道中等待車輛隊(duì)列的放行。 交叉口類是交通網(wǎng)絡(luò)仿真的一個(gè)基本單元, 交叉口類對(duì)象定義為例來(lái)描述交叉口類的基本結(jié)構(gòu), 如圖所示。 4) 交叉口類。 其成員變量包括車道寬度、轉(zhuǎn)彎方向、車輛排隊(duì)長(zhǎng)、最大排隊(duì)長(zhǎng)和車道控制類型等。 車輛的運(yùn)行是在車道上, 研究車道上的車輛隊(duì)列非常重要。 路段類是路網(wǎng)面向?qū)ο竽M中必不可少的, 不僅用來(lái)描述各個(gè)單獨(dú)路段的屬性,而且也描述網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)、各路段之間的鏈接關(guān)系。 在路網(wǎng)圖上, 路段是連接兩個(gè)交叉口或2個(gè)節(jié)點(diǎn)間的有方向的線段, 是組成道路網(wǎng)的基本要素。為了對(duì)路網(wǎng)中車輛的運(yùn)行行為進(jìn)行較為深入細(xì)致的微觀描述, 筆者對(duì)車輛類的私有屬性考慮得較為全面, 包括車輛標(biāo)號(hào)、長(zhǎng)度、寬度、類型、車輛存在狀態(tài)、車輛位置、 速度、最大速度、期望速度、平均速度、加速度、 最大加速度、最大減速度、前車標(biāo)號(hào)、后車標(biāo)號(hào)、轉(zhuǎn)彎方向、 以及駕駛員對(duì)環(huán)境的熟練程度和冒險(xiǎn)傾向等。車輛類的各個(gè)成員變量和成員函數(shù)均從不同角度反映車輛在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。 1) 車輛類。在交通網(wǎng)絡(luò)中, 實(shí)體主要包括車輛、路段、車道、交叉口、信號(hào)燈、時(shí)鐘等 6 個(gè)對(duì)象, 通過(guò)分析交通網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體之間的關(guān)系, 把這些實(shí)體映射到面向?qū)ο竽M空間中形成抽象的類: 交叉口類(tintersection)、路段類(tlink)、車道類 (tlane)、車輛類(tvehicl)、信號(hào)燈類(tsignal)和時(shí)鐘類(tclock)。因此，采用C++語(yǔ)言, 通過(guò)面向?qū)ο蟮念惗x方式來(lái)建立交通網(wǎng)絡(luò)仿真的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。構(gòu)成交通網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)的基本元素是車輛、路段、車道、交叉口、信號(hào)燈和時(shí)鐘, 交通網(wǎng)絡(luò)中的各交通元素和路網(wǎng)結(jié)構(gòu)都可以看作一個(gè)單獨(dú)的對(duì)象, 它們之間的相互作用構(gòu)成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)仿真的過(guò)程, 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法非常適合定義這種交通網(wǎng)絡(luò)。定義的類一旦生成后, 就成為一個(gè)封裝的實(shí)體, 作為一個(gè)整體單元使用, 而類內(nèi)部的行為被隱藏起來(lái), 用戶只要知道如何使用這個(gè)類，不必知道它是如何工作的。 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)需要4方面的技術(shù)：封裝、數(shù)據(jù)隱藏、繼承和多態(tài)。它是軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的一種趨勢(shì)，是通過(guò)增加軟件可擴(kuò)容性和可重用性，改善并提高程序編寫(xiě)的效率，控制維護(hù)軟件的復(fù)雜性和開(kāi)銷。它將數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的過(guò)程分離為相互獨(dú)立的對(duì)象，在編程時(shí)必須時(shí)刻考慮所要處理的數(shù)據(jù)格式，使數(shù)據(jù)與程序過(guò)程始終保持相匹配。 C++語(yǔ)言是一種面向?qū)ο?、類型安全、功能?qiáng)大的高級(jí)程序開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，因此所有這些優(yōu)點(diǎn)使它成為交通仿真首選的高級(jí)程序語(yǔ)言。面向?qū)ο蠓椒梢栽鰪?qiáng)仿真模型的直觀性、易理解性、可擴(kuò)充性和可重用性。2. 基于面向?qū)ο蟮慕煌ǚ抡? . 1 　面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想 面向?qū)ο蟮乃枷胧怯密浖?duì)象模擬實(shí)際對(duì)象。該軟件不但對(duì)公交車輛的組成及運(yùn)行特點(diǎn)作了特別詳細(xì)的考慮，而且還在交通流組成中考慮了摩托車、自行車及行人等。VISSIM 提供了圖形化的界面 ,用 2D 和 3D 動(dòng)畫(huà)向用戶直觀顯示車輛運(yùn)動(dòng) ,運(yùn)用動(dòng)態(tài)交通分配進(jìn)行路徑選擇。 VISSIM VISSIM 是德國(guó) PTV公司的產(chǎn)品 ,它是一個(gè)離散的 、隨機(jī)的 、100 s為時(shí)間步長(zhǎng)的微觀仿真模型 。其中建模工具是整個(gè)系統(tǒng)的核心，主要用來(lái)建立交通路網(wǎng) ,提供3維交通仿真和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸出 ,并均支持直觀的圖形界面；而編程工具則為用戶提供了基于C + + 的應(yīng)用程序接口 (A P I)，用戶可以通過(guò)系統(tǒng)提供的接口函數(shù)來(lái)添加 ITS子系統(tǒng)和交通管理措施的算法或定義其他一些特殊的控制策略，描述它們對(duì)路網(wǎng)中用戶的駕駛行為的影響，形成應(yīng)用程序模塊并嵌入仿真當(dāng)中，從而對(duì)這些交通管理和控制策略進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試。 PARAM ICS PARAMICS ( PARAllel M IC roscopic Simulator)是蘇格蘭Quad stone公司的微觀交通仿真產(chǎn)品。CORSM主要的缺點(diǎn)在于缺少分配算法 ,這使得評(píng)價(jià)匝道控制、 事故和出行者信息引起的交通量轉(zhuǎn)移難以進(jìn)行。CORSM提供便于用戶觀察仿真結(jié)果的動(dòng)畫(huà)顯示。CORSM的目標(biāo)是交通系統(tǒng)管理的