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微观交通仿真系统作为ITS(Intelligent Transportation Systems)策略的重要测试与评价平台,已广泛应用于城市道路规划、交通组织、管理方案评价、交通控制优化配时等诸多领域。路网数据是微观交通仿真的基础,但目前,大多数微观交通仿真系统仅侧重于仿真模型的设计与实现,路网建模功能相对薄弱,仅提供简单的交通路网建模工具,难以对复杂的路网进行建模。大量繁重的路网建模工作,大大降低了仿真系统的效率。GIS—T(Geographical Information System for Transportation)作为地理信息系统研究与应用的一个重要分支,已积累了丰富的交通路网场景数据。GIS-T以其丰富的交通地理数据库管理功能、空间分析功能、空间数据可视化展示功能,为微观交通仿真提供了强有力的交通地理数据支持,微观交通仿真所需的大量基础路网信息存在于GIS-T中。
由于目前绝大多数GIS-T与微观交通仿真系统是相互封闭、独立的、缺乏统一的空间数据标准,所采用的数据格式互不兼容,导致目前大多数微观交通仿真系统不能直接与GIS-T进行数据交换。
本文针对上述存在的问题,研究GIS与微观交通仿真系统的集成与数据共享问题,采用基于GIS平台开发和集成微观交通仿真模块的方式,实现异构平台的数据共享。本文的主要工作包括以下几个方面:
(1)对微观交通仿真模型、微观交通仿真系统,以及基于ArcGISEngine的GIS二次开发技术进行深入分析和研究;并基于典型的微观交通仿真平台MITSIM,对微观交通仿真的仿真流程和仿真模型(主要包括车辆产生模型、跟驰模型、换道模型、交通控制模型)进行分析和研究;
(2)对GIS-T数据模型UNTRANCE与MITSIM的静态路网模型进行比较和分析,提出面向GIS与微观交通仿真集成应用的静态路网数据模型;
(3)提出基于ArcGIS平台和MITSIM的GIS与微观交通仿真系统集成框架;
(4)提出GIS与微观交通仿真系统集成框架中,时闻序列的产生、动态仿真模型及时空数据图层的构建方式。采用JAVA语言和ArcGISEngine开发技术开发了一个基本的GIS与微观交通仿真集成系统,并实现部分可视化仿真过程。
研究结果表明,通过直接集成的方式实现GIS与微观交通仿真的数据共享,拓宽了GIS的应用领域,可直接利用GIS丰富的多源、多格式路网数据,有效提高仿真效率。