交通流并行仿真中车辆分布敏感的负载均衡模型与方法研究

交通流仿真是以相似原理、模型理论、信息科学为基础，将真实交通网络在计算机上模拟，通过描述车辆流在特定拓扑结构的交通路网上的行为规律来再现复杂的智能交通技术。其目的是挖掘现实交通中潜在的规律，提供现实中难以实现的交通实验环境。而现有的并行仿真任务划分多采用静态的、规则的、车辆分布无关的空间划分方式，未能考虑到车辆整体分布、动态变化和分界线（面）对车辆密集区的避让等问题。本项目以并发理论为基础，以并行技术为手段，以交通网格为验证平台，从基础模型、核心算法与应用验证三个层次展开研究。首先，提出交通流仿真系统的车辆分布基本模型、车辆分布流动模型,形成仿真计算对象的准确刻画；其次，研究多目标、多约束下的负载平衡算法，包括以车辆整体分布为依据的分级、分组最快收敛算法和最低通讯开销目标下分界线（面）势能最小的负载均能算法；最后，将上述研究成果在交通网格平台上验证，实现交通流仿真系统的高效模拟。

本项目以并发理论为基础，以并行技术为手段，以交通网格为验证平台，从基础模型、核心算法与应用验证三个层次展开研究。首先，提出交通流仿真系统的车辆分布基本模型和聚类算法，形成仿真计算对象的准确刻画；其次，提出了以车辆整体分布为依据的分级、分组最快收敛、全局导向的负载平衡算法，提出最低通讯开销目标下分界线（面）势能最小的基于气泡膨胀原理的负载平衡算法；最后，将上述研究成果在交通网格平台上验证，实现上海市高价道路交通流仿真原型系统。