路网匹配算法综述

路网匹配是基于位置服务中的关键预处理步骤,它将GPS轨迹点匹配到实际路网上。以此为基础对数据进行分析和挖掘,能够辅助解决城市计算中相关问题,例如建立智能交通系统,协助用户规划出行。本文对国内外学者在该研究领域取得的成果进行了分类总结,发现这些匹配算法可以较好地解决高采样率的路网匹配问题。但是随着城市交通的快速发展,获取和处理车辆位置信息的成本不断提高,低频采样点越来越多,现有算法匹配精确度大大下降。于是近几年,出现基于隐马尔科夫模型（Hidden Markov Model,HMM）的路网匹配算法。隐马尔可夫模型可以较为平滑地将噪声数据和路径约束进行整合,从有许多可能状态的路径中选择一条最大似然路径。重点总结了基于隐马尔科夫模型的路网匹配算法,主要是从特点与实验结果的角度对其进行对比总结,有的实验结果的正确率在一定条件下最高可以达到90%,说明了基于隐马尔可夫模型的路网匹配算法在低采样率下的有效性。最后对未来研究可能采取的方法进行了展望。     

城市混合交通微观仿真系统构架设计

按照面向对象的分析和设计原则,在需求分析的基础上,对城市交通微观仿真系统进行了模块划分,提出了系统的总体构架.随后对路网描述模型和控制算法选择模型进行了分析并得出了9个基本的类.最后对信号灯模型进行了讨论与实现.设计出了一个可复用可扩展的城市交通微观仿真系统构架.     

虚拟化与数字仿真融合的多尺度网络复现技术

网络复现技术是面向网络安全实验的效果评估平台与网络仿真系统的基石。针对网络复现的逼真性与可伸缩性需求,提出一种基于云平台的轻量级虚拟化、全虚拟化与数字仿真三种尺度融合的多尺度网络复现技术。首先介绍了面向三种尺度无缝融合的网络复现体系架构,然后重点研究了基于该体系架构的网络构建技术。仿真实验结果表明,三种尺度无缝融合的网络构建技术所复现的仿真网络具有灵活、透明、并发的特点;此外,通过该技术所复现的仿真网络还具有高度可扩展性;最后,在所复现的大规模仿真网络上进行多种协议通信测试与简单网络安全实验,验证了该大规模仿真网络的实用性。实验验证结果表明,虚拟化与数字仿真融合的多尺度网络复现技术可作为创建大规模仿真网络的技术支撑。     

城市交通信号的迭代学习控制及其对路网宏观基本图的影响

针对在城市交通信号控制中存在对交通流难以精确建模的问题,首先利用交通流的重复性特点,提出了一种基于迭代学习的城市交通信号控制方法,并证明了在不确定初态下迭代学习控制算法的收敛性.其次,结合路网宏观基本图的特性分析了基于迭代学习的交通信号控制策略对路网交通态势的影响.结果表明,当迭代的初始状态在期望初态值的小范围内波动时,系统的跟踪误差仍能收敛到一个界内;通过对交通信号的迭代学习控制,路段的实际占有率能够逐步逼近期望占有率,从而使路网内的车辆密度分布更加均匀,确保交通流在更优的宏观基本图下运行,防止因车辆密度分布不均引起的通行效率下降及交通拥堵的发生.最后,通过仿真实验对所提方法的有效性进行了验证.     

基于Spark Streaming的实时交通数据处理平台

交通大数据是解决城市交通问题的最基本条件,是制定宏观城市交通发展战略规划和进行微观道路交通管理与控制的重要保障.针对于智能交通系统中数据产生快、实时性强、数据量大的特点,本文基于Spark Streaming和Apache Kafka的组合构建了一个实时交通数据处理平台,用于处理通过双基基站采集的数据,采用时间窗口机制从持续的Kafka分布式消息队列中获取数据,并按照规则将数据分类处理后保存到数据库.本文对平台的系统架构和内部结构进行了详细的介绍,并通过实验验证了系统的实时处理能力,完全可以在大规模高并发的数据流下进行应用.     

能源系统建模与仿真发展综述

目前能源系统建模与仿真的发展趋势是从宏观到介观、微观,即从传统的计算机辅助过程分析工具(如对大型综合系统的模拟)到分子级现象的模拟,传统的建模与仿真方法已不能满足认识能源系统内部发生的复杂过程机理的需要.该文对能源领域建模与仿真的发展趋势进行了综述和展望,论述了能源计算科学的内容及研究范畴.针对欧美几个典型研究项目阐述了建模与仿真的发展方向,即从微观、介观到设备及系统级的建模与仿真,从单纯的CFD模拟或过程模拟到两者的集成应用,并指出开发能源系统的多尺度模拟研究的重要性及意义.     

基于改进遗传算法的VMS选址研究与分析

随着城市交通的高速发展,交通拥堵和交通事故频繁发生,城市交通诱导作为智能交通系统的重要组成部分,其产生和发展刻不容缓,可变信息板(VMS)是交通诱导系统中实现交通信息传递的重要工具。针对智能交通诱导系统在国内应用的不成熟,采用改进型遗传算法对VMS在路网中的布点位置进行了全局索优,对基本遗传算法中的编码方式,选择方法进行了改进,同时采用动态衰减变异概率进行变异操作,并运用多目标优化算法将多目标函数单一化,针对某一路段上的VMS对该路段下游不同位置的影响程度的不同,引入衰减影响因子;然后以复杂虚拟路网为仿真实例进行了VMS布局仿真检验,结果表明,该方法以VMS效用和经济成本为评价指标,较好地实现了交通路网中VMS选址的最优分布,同时达到了节约资源的目的,具有一定的科学性和实用性。     

基于涌现视角的MAS信任模型仿真分析方法

目前MAS信任模型研究关注的焦点是信任管理的微观机制设计,而从这些微观机制到系统的宏观特性,并不是显而易见的.因此,这些研究都采用了仿真分析.但是这些仿真实验的设计大多缺乏理论指导,往往不能正确反映系统的宏观特性.引入系统科学中的涌现视角来审视MAS,探讨基于涌现视角的MAS信任模型仿真分析方法.这一方法从相对清晰的微观层面入手,建立仿真运行模型;在充分考虑的相关宏观约束下,研究系统宏观层面的问题以及微观和宏观之间的联系.总结分析了信任模型微观机制的设计图式,在此基础上探讨了仿真Agent的设计框架;讨论了信任模型仿真分析中应考虑的宏观问题,包括宏观约束、威胁模型、评价指标以及仿真执行中的问题,最后实例验证了此方法的有效性.     

实体语法系统框架下的化工过程调控流图模型

针对复杂化工过程多尺度“三传一反”机理建模问题,提出基于实体语法系统的复杂化工过程调控流图模型,并以连续搅拌釜式反应器（CSTR）系统为例介绍了这类模型在具体问题中的应用。结果表明,调控流图作为一种图式化模型,能够将复杂化工过程多尺度的“三传一反”过程用同一形式表达,降低了建模难度,提高了模型的表达能力,有利于利用图论、定性仿真、微分方程等理论与方法对系统进行综合分析。调控流图继承了实体语法系统跨尺度建模和良好扩展性的特征,为宏观、微观等多尺度信息的融合提供了基础。     

基于自匹配模块的城市交通数据动态融合处理系统

为了有效改善城市交通的路况,结合动态的数据采集模块、动态GIS路网、动态数据去噪模块以及自匹配数据融合模块等,针对交通信息处理、共享和发布中的技术难点,设计基于自匹配模块的城市交通数据动态融合处理系统。通过对多条道路的路况进行实时地监管和数据分析,从而满足交通参与者在城市交通方面的出行道路信息、信息管理和路况管理等各种需求。     

基于Agent的空中交通系统建模与仿真研究

从系统特性、内在运行机制和外在行为表现等方面对空中交通系统进行了深入分析,提出基于离散事件和连续时间相结合的混合空中交通仿真模型。该模型采用Agent技术表现实现个体微观行为的仿真,集成个体微观行为构成系统宏观性能表现。构建了典型的空中交通系统的Agent模型:飞机Agent和管制员Agent。最后,通过一个起飞和落地的应用验证了基于Agent的空中交通混合仿真在模拟个体微观行为和系统宏观表现方面均具有较高的逼真度。     

大规模网络流量宏观行为周期性分析研究

本文根据大规模网络宏观流量序列可能存在多日周期特性，提出了一个模糊方差周期分析模型，使得宏观流量过程周期的分析建立在严格概率统计的基础上。由于宏观流量时间序列具有明显的趋势行为，因此在进行周期分析之前，提出了先采用灰色系统理论从原始流量时间序列中分离出趋势项．对经过CERNET国家主干路由器长达4个多月流量序列周期分析表明，CERNET的网络流量宏观行为具有7天周期规律的性质．     

Critical states of strongly interacting many-particle systems on a circle

Normally, two scales are considered in multicomponent systems, namely, macro and micro scales. Moreover, it is accepted that macro variables are completely defined by micro variables. We show that in the considered particle system with strong local (Coulomb) interaction this is not always the case. Namely, information concerning some macro variables can be encoded on a scale much finer than the micro scale.     

多智能体系统的宏观策略及其微观控制

在多智能体系统中,用宏观策略确定整体目标,用微观控制实现其目标,其间是通过多智能体之间的协作完成的。用一个仿真足球队作为多智能体系统的研究对象,首先,从整体方面考虑,通过用集合的方式定义了球队的战术、形势、阵型和球员的状态等,并通过几者之间的关系描述了球队的宏观策略;其次,从局部方面考虑,根据已制定的宏观策略,分别通过用静态和动态的控制方式,定义了每一个智能体的动作选择机制。仿真实验证明了动态控制的有效性。     

城市中观交通仿真的交通流车簇模型

为了解决城市交通仿真模型仿真速度和仿真精确度的平衡问题,针对城市交通流运行特征,同时考虑影响交通流运行的若干因素,如车辆数目、红绿灯控制等,提出一种中观交通仿真车辆群体模法.该模型结合了宏观模型和微观模型的优点,同时对应的交通流配流算法解决了传统模型的不足,城市交通仿真实验结果表明了车辆群体模型和分配算法的合理性和有效性.     

多传感器信息融合的智能交通控制系统研究

针对城市道路交通网络的交通信号控制,构造了一种基于多传感器信息融合技术的智能交通控制系统.相对于传统的基于单一车辆传感器信号控制系统而言,该系统具有信息的完整性、统一性、多样性和容错性等优点.在多传感器信息融合的基础上,讨论了多种可行的智能控制方案.通过对城市区域交通的多方位控制,达到全面提高控制效果和有效疏导交通的目的.给出的仿真结果表明了其优越性和有效性.     

轨交车辆自动驾驶控制关键技术设计

针对城市轨道交通安全性、可靠性、舒适性、准点性要求,提出了一种基于多传感器融合、多参数自适应的列车自动运行系统(ATO)的控制方法.基于控制超调、旅行时间、停站精度及动态计算效率等参数,辅以预测的控制方法,设计了基于比例—积分—微分(PID)控制器的控制策略及相关参数的自适应调整方法,并通过基于实际运行参数的仿真分析,验证了相关方法的可行性和正确性.     

GIS仿真技术应用研究

针对具有大量地理位置信息与时间信息的宏观领域仿真问题,首先引入了GIS技术与系统仿真的概念,然后概述了国内外主要的GIS平台上进行仿真的典型案例,包括各主流的GIS平台和不同的行业领域,由此总结出应用GIS技术进行系统仿真的一般特点,最后根据GIS技术本身的发展趋势,对GIS仿真技术的发展方向及其应用领域的作了一些前瞻性的研究:仿真的应用领域正从传统的微观领域向空间地理信息等宏观领域方向发展;GIS系统仿真也正从经典的二维信息向空间多维信息方向发展;仿真的支撑学科也正从传统的相关学科转向横向多学科交叉方向发展。     

基于宏-微机器人的不连续轨线的跟踪

针对宏-微机器人跟踪不连续轨线,本文采用轨线分割的方法．轨线分割的 结果,宏机械手的期望轨迹为一条连续轨线,轨线中的不连续部分将由微机械手跟踪;同时 ,宏-微机器人这一冗余系统变为两个非冗余系统,按照两个非冗余系统分别进行轨迹规划 ;微机械手除了完成分割的任务外,对宏机械手的轨迹误差在线补偿;4自由度宏-微机器 人仿真和实验证明了本文方法的有效性．