[發明專利]一種面向城市規模交通仿真的分布式加速計算方法

有效

• 申請號: 202111000787.8
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113761695B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 朱浩嘉;王之暢;朱越;黃啟越;金嘉暉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;G08G1/01
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張天哲

1.一種面向城市規模交通仿真的分布式加速計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)建立路網到圖模型的映射f；圖模型被表示為G(V,E)，其中，V為頂點集合，E為邊集；將路網簡化為所有的十字路口Intersection和路Road，其中，多個路段交匯的點被稱為十字路口，連接兩個十字路口的路段被視作一條路；所有的十字路口構成點集V，所有的路構成邊集E；

(2)使用多層k路劃分方法對圖進行劃分；多層k路劃分的結果是使各子圖的頂點權值相同且劃分產生的邊截權數最小化，此處讓兩個頂點位于不同核心的路少，同時每個核心承擔的計算任務接近，多層k路劃分將圖的頂點集劃分為k個子集V₁,V₂,V₃...V_k；每個子集的頂點數目為且

(3)通過映射f將分割好的圖映射回路網；對于i＝1,2,3...k，將點集V_i中的所有點對應的十字路口和與其相關的路網分配給同一個核心Engine_i；這樣得到k個核心，這些核心對路網進行并行仿真；

(4)為了結算一段時間內路網上運動的車流，將一段時間分割為多個時間片；為了計算每一輛車在一個時間片內的運行狀態和地點，區別對待兩種不同的路；對于兩個端點都歸屬于同一個核心的路進行正常結算；對于兩個端點屬于兩個不同核心的路，在其到達的核心設置車輛生成器F，在其起始的核心設置車流緩沖區B；

(5)車流緩沖區B在一段時間內收集到達緩沖區的車輛狀況，形成車輛集合Vehicles{Vehicle₁，Vehicle₂...Vehicle_n}；在一段時間t過后，對集合中的所有車輛進行統計，用極大似然法擬合其到達時間分布Distribution_t和目的地分布Distribution_d；

(6)車輛生成器F同步與之對應的車流緩沖區B中的時間分布Distribution_t和目的地分布Distribution_d，依據此分布使用蒙特卡洛方法在下一次同步前生成車輛，依據時間分布Distribution_t生成每一輛車的出發時間與上一輛車的間隔；依據目的地分布Distribution_d生成車輛需要到達的目的地，然后將車輛放入車流緩沖區B所屬路段運行。

2.根據權利要求1所述的一種面向城市規模交通仿真的分布式加速計算方法，其特征在于，在步驟(1)和(3)中建立路網與圖模型之間的映射，其具體步驟如下：

將路網中所有的交通路口定義為圖模型G(V,E)中的點，定義從一個交通路口到下一個路口的路段為一條獨立的路Road，路網中所有的路視為邊集E，其權重為路Road的長度len(Road)，路網中所有的交通路口構成圖模型中的點集V，任一路口的權重為以此路口為端點的路的長度總和，即對于任意一個十字路口Intersection，將所有以其作為頂點的路的集合稱為Road{Road₁,Road₂...Road_i}，其路口所對應點的權重W計算公式如下：

W＝∑_n＝1,2...len(Road_n)。