基于多核的并行混合交通微观仿真系统

为了提高混合交通微观仿真的运行速度,基于多核并行计算技术构建了一个混合交通微观仿真平台.文中首先从平台功能结构、并行混合交通微观仿真流程设计与实现两个方面对平台进行介绍;其次,设计并实现了该仿真平台的关键并行算法,包括初始路网分割算法、车辆穿越边界算法及动态负载平衡算法;最后,通过仿真实验验证了多核并行计算技术能够大大提高混合交通微观仿真的运行效率.     

基于多核CPU的并行计算设计

通过多核CPU上多线程运算的效率分析,给出了相应的并行计算设计方案,并讨论了并行计算的发展趋势。     

基于微观交通仿真的城市路网交通排放评估

为了给中小城市建立低碳交通体系提供理论依据,利用美国联邦公路局(FHWA)微观仿真软件TSIS/CORSIM,并结合广东省清远市中心城区的交通调查,建立了清远中心城区路网交通仿真模型,对以现状交通流量为基础设定的5个情景方案进行了仿真研究.结果表明:随交通流量的增大,路网的交通排放增加,当增大到1.5倍时,车辆每公里的HC,CO,NOx和CO2排放分别上升8%,12%,12%和29%,当交通流量增加(1.5倍)导致交通拥挤时,额外燃油消耗为225 L,额外CO2排放为518 kg,占总排放的16.3%.     

交通微观仿真跟驰特性的研究与实现

采用高级程序设计语言Visual Basic构建了针对典型路况——交叉路口的微观跟驰仿真模型,并与实际路况相联系,针对制约性、延迟性和传递性对跟驰模型仿真曲线进行了讨论,力求使该模型更好的贴近真实的交通状况.     

交通仿真系统中的纯微观跟车模型

针对目前在交通仿真系统中的跟车模型忽略车辆个体性能差异的缺陷,提出了一种纯微观跟车模型,该模型以某一扫描时刻为基点,根据前、后车辆在当前时刻的状态,考虑前、后车的加减速性能,以后车“紧密”而又“安全”地跟随前车行驶为原则确定后车在下一扫描时刻的加速／减速度,纯微观模型更准确地反映了不同性能车辆跟车行为,而且具有模型标定相对容易、适用范围大的特点。     

三维数字城市的大规模微观交通仿真

为了模拟大城市微观交通流状况,基于目前图形硬件的快速发展,通过把道路和交叉口分开,然后用交叉口把不同的道路和信号灯连接在一起,并在跟驰模型中加入安全约束项,充分考虑不同车道的限速问题,采用C++语言设计了一种基于三层结构的异构众核计算架构的大规模三维微观交通仿真系统,运用不同测试场景进行测试.研究结果表明:该系统结构使得路网表达更为灵活,同时能体现更为真实的复杂道路细节,避免了前后车辆潜在冲突的发生;这种异构众核的仿真平台能大大提高微观交通仿真的效率,可针对大规模三维场景进行有效模拟,三维渲染耗费时间与仿真时间均随着车辆数目增长而增长,而三维渲染相比之下更容易成为瓶颈;试验也验证了本文系统性能具有良好的可伸缩性.     

基于微观仿真的快速路短时交通流预测

利用微观交通仿真技术可以对快速路上的交通进行短时预测。将快速路上的线圈采集的实时数据输入本文所述的交通仿真系统进行仿真,可以预测一段时间以后的交通状况。沿着这个思路,描述如何利用仿真技术进行短时交通预测,特别是对如何建立满足实时性和动态性要求的交通生成模型进行了详细的阐述。通过对真实历史数据进行仿真预测,并分析对比,结果说明使用微观仿真模型进行短时交通预测是可行的。     

基于Agent的交叉口群微观交通仿真系统与应用

为了改善车辆在交叉口群的运行效率,缩短车辆排队长度和减少车辆起停次数,在对交叉口群微观交通仿真中车辆、交叉口、车道、信号灯实体进行Agent建模基础上,采用AgentSpeak语言设计了车辆Agent的跟驰行为、交叉口避撞与左转待转行为、以及换道行为等模块,实现了基于Agent的交叉口群微观交通仿真系统。以西安市小寨商圈交叉口群为例,车辆Agent分别按照随机速度行驶和最大限速行驶意图模型进行仿真试验。研究结果表明:采用最大限速行驶策略时,车辆在交叉口群的平均延误时间可降低25.7%,平均起停次数可降低35.8%,这为改进现有交叉口群车辆通行控制策略和管理措施提供了思路及评价手段。     

交织区微观交通仿真模型参数敏感性分析

开展微观仿真模型参数标定是科学应用微观仿真技术的前提,也是开展快速路交织区仿真模拟,继而挖掘交通流运行规律的必要步骤。参数敏感性分析是筛选标定参数种类的核心步骤。研究开展了针对交织区不同流量状态下不同指标的参数敏感性问题。根据基本道路通行能力设定交织区仿真中低、中、高三种流量条件,在不同的流量条件下开展交织区的参数敏感性分析工作。同时考虑交织区交通运行特点,分别从速度、流量和延误几个层面选取六个校核指标作为微观驾驶行为参数敏感性的分析对象。以VISSIM为平台设计并开展微观仿真实验,实践全样本空间下机器学习方法开展参数敏感性分析的有效性。对比不同参数敏感性分析方法并综合实验结果从车辆运行特征角度解释不同流量状态、不同指标的参数敏感性结果,证明以延误为校核指标、以交通流近饱和状态为标定场景,可以获得更全面的标定结果。     

基于OpenMP的多核程序设计

多核技术的发展正引领软件研发发生基础性的变化。开发人员可以在代码中添加线程来利用系统所提供的多个内核,从而提升PC应用软件的功能和性能。本文介绍了共享存储系统并行编程接口OpenMP的模型、指令和库函数．以及Intel C＋＋编译器9．1和Microsoft Visual Studio2005等对OpenMP的支持;着重探讨了二雏离散快速傅里叶变换并行算法的设计、实现与优化技术;展望了高性能并行计算软构件库的开发前景。     

基于多智能体与元胞自动机的微观交通模拟方法

针对在当前交通系统的研究中，传统微观交通模拟研究方法在模拟速度和模拟的精确性等方面体现出来的固有的局限性，在讨论了地理元胞机和多智能体用于微观交通模拟研究的可行性以及二者结合进行研究的优势和必要性的基础上构建了微观交通模拟模型．对模型产生的结果进行了分析，结果表明了模型有效地提高了模型运算效率和模拟真实性。     

基于并行计算的湍流燃烧流场数值模拟研究

首先研究了数值模拟系统的主要体系结构并分析了并行计算基本原理,然后使用计算流体力学平台OpenFOAM建立湍流燃烧流动数值模拟系统并使用该系统在特定的燃烧室网格环境下对煤气和空气湍流射流扩散燃烧进行数值模拟。模拟实验结果表明:系统能够较好地展示煤气和空气湍流燃烧流动的反应特性,验证了系统设计的合理性,而且通过使用并行计算技术后发现计算速度也明显加快。     

微观交通流中跟车模型的仿真研究

在研究跟随状态中车辆运行特性的基础上,提出了一种新的跟车模型.与传统的跟车模型相比,新模型考虑了车辆的长度,并将传统模型中的期望间距转换为期望车头时距,反映了后车速度对跟车状态的影响.采用实际道路上的车辆跟车数据,在Simulink环境下,对2种跟车模型进行了仿真分析,结果表明在一定程度上,由于考虑了更多实际情况,新模型优于传统模型.为了能反映车辆在实际中加速、减速以及不同跟车类型的差异性,给出了进一步改进新模型的方向.     

基于线程并行计算的Apriori算法

针对数据挖掘中经典的Apriori算法在计算频繁项目集时需消耗大量的时间缺点,文中利用多线程并行计算的特点,提出了基于线程并行计算的Apriori算法,该算法是将统计候选项目个数的任务交给多线程来执行,从而达到减少Apriori算法的运行时间。通过实验数据分析,该算法对减少Apriori算法的运行时间有很大的提高。     

基于多智能体和元胞自动机的微观交通仿真系统建模

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,提出了基于多智能体的微观交通仿真模型.探讨了面向Agent的微观交通仿真系统建模过程,从交通流生成模型、元胞自动机模型等入手,给出了系统中各Agent的设计方案和仿真系统架构及仿真流程.     

基于多核技术的数字图像处理阵列电路

基于多核技术和指令集控制方式,设计了一种用于数字图像处理的阵列电路,折中了全硬件处理与单核处理中存在的复杂度与速度之间的矛盾.Modelsim仿真结果表明,所提出的处理阵列电路能正确实现基本的图像并行处理功能,具有一定实际应用价值.     

Python 多核并行计算在海量星表交叉证认中 的应用

天文学研究中经常需要通过交叉证认将来自多波段多项目天文数据联系起来统一考虑. 当前天文数据急剧增长, 必然导致交叉证认的速度过慢. 针对这一问题, 提出一种在多核环境下使用Python 语言进行高效并行计算的方法, 与以往的研究结果相比, 速度提高了若干倍. 这为下一步的多波段数据统计研究和数据挖掘打下了良好的基础.     

基于局域网的并行计算负载平衡

负载平衡是并行计算中的一个重要问题．利用局域网实现并行计算是一种便于实现的廉价方式．首先分析了局域网中特有的“不确定”因素以及待计算问题本身的特点，提出了一种适合在局域网上实现和扩展的3层模型，并针对负载平衡问题给出了“分段双向计算”算法．     

基于DSM的可重构多DSP并行处理架构

提出一种基于DSM的可在线重构多DSP并行处理架构,采用基于自定义内部总线的信息传递服务,在分布式物理内存上实现了统一编址的共享内存模型,减小了DSP之间的数据传递开销;设计基于VME总线的在线重构来实现针对消息传递服务的重定义,增强了并行计算架构的通用性.实验表明,采用此DSM能减小了并行DSP对共享数据同步访问开销,满足多轴精密同步运动控制系统需求.