3.1概述 12

3.2车辆产生模型 12

3.3路网描述模型 13

3.4车辆行驶模型 14

3.4.1车辆的自由行驶模型 15

3.4.2车辆的跟车模型 15

3.4.3车辆的加速模型 16

3.4.4车辆的换道模型 16

3.5交叉口车辆行驶模型 18

3.6交通控制模型 20

4交通流物理仿真系统 22

4.1需求分析 22

4.2总体方案设计 22

4.2.1总体结构 22

4.2.2模块结构 24

4.3交通物理仿真系统设计 25

4.3.1设计思路 25

4.3.2信号灯显示功能 26

4.3.3单个LED灯控制 28

4.3.4中断与延时功能 29

4.3.5主程序 31

5应用实例 33

5.1交叉口概况 33

5.2物理仿真成果 35

5.3仿真结果分析 36

6全文总结与展望 37

6.1全文总结 37

6.2展望 38

致  谢 39

参考文献 40

附录A：南京市胜利村路口仿真源程序 41

1 绪论

1.1研究背景和意义

我国国民经济的快速发展对交通运输的各种需求明显增长，交通运输与社会经济生活的联系也越来越紧密，使得交通基础设施建设和交通运输得到了大力发展。交通运输的快速发展使得人、车、路的矛盾，交通和环境的矛盾成为越来越突出的社会问题。交通拥堵是最显著的交通问题表现，交通拥堵造成城市正常社会生活秩序紊乱，引发城市环境质量的持续恶化，导致能源资源的浪费。

为了解决城市交通效率问题，除了城市的合理规划，拓宽城市交通道路，增强出行者的交通意识外，更重要的是要加强城市交通信号控制，尤其是交叉口的信号控制，从而进一步提高城市道路的利用率。论文网

交通信号控制离不开交通仿真，交通仿真可以分为宏观仿真、中观仿真和微观仿真。微观交通仿真模型以车辆跟驰理论为基础，研究单个车辆的运动状态，并依据众多单个车辆的组合行为，得到整个系统的统计特性，其特点是计算量比较大，但能精确描述出交通状态的变化。微观仿真模型能够反映出车辆间的相互作用，可以描述车流运行的随机行为，车流中车型构成不同时的交通特性和不同驾驶员路径选择偏好，还可以预测出单个车辆的出行延误、停车次数、尾气排放等性能指标及其分布。微观交通仿真可以评价交叉口的信号控制效果，进而改进信号控制指标，达到提高交通效率的目的[ ][ ]。

然而，现有的交通仿真都是计算机仿真，车辆的产生、信号机的控制、排队长度、红绿灯时间都在计算机上用程序人为完成仿真，还没有把信号机、信号灯等交叉口控制设备连接起来。把交叉口信号机、信号灯等实际控制设备和计算机仿真结合起来，组成交叉口信号控制的物理仿真，可以真正检验信号控制效果，从而改进控制参数。