一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法及系统，首先根据各车道上的仿真车辆对仿真路网进行灰度变换，形成仿真路网的灰度图像，然后计算灰度图像的重心，根据重心坐标对所述灰度图像进行递归二分，灰度图像划分完毕后，根据所划分图像子区域的邻接关系生成子区域的拓扑图，从而将仿真任务分配给各计算节点CPU处理。该方案不仅能够实现仿真路网的快速分割，而且，也能够有效提高并行效率和加速比，实现负载均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法及系统
本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法及系统。
技术介绍
微观仿真通过对人、车、路等的建模，进行真实交通的虚拟构建，实现对路网交通的模拟，为交通规划、管理和控制提供决策工具。由于城市交通的微观仿真需要对数量众多的驾驶员-车辆、非机动车、行人、交通控制方案等进行快速处理，因此，微观交通的并行仿真成为交通仿真发展的趋势，路网分割是城市大规模交通路网并行仿真的关键技术，也是实现群集计算负载均衡的基础。由于交通路网具有强耦合性，面向负载均衡的路网分割是具有挑战性的难题。交通路网的分割方法研究成果较少，现有方法主要为基于面积或者路段长度的分割方法和正交递归二分法。其中，基于面积的分割方法按照面积对路网进行均分；正交递归二分法以路口为节点进行拓扑图的转换，对转换得到的拓扑图进行分割处理，重复进行水平方向和垂直方向的对称分割。现有方法的局限性包括：1)以路口为最小单位进行拓扑图的转换计算复杂度较高；2)分割方法的权重基于道路长度或者区域面积确定，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，包括：/n获取读取实际交通场景对应的仿真路网、仿真周期、计算节点的CPU总数量和微观交通仿真软件，并将微观交通仿真软件传输至各计算节点；/n根据各车道上仿真车辆对仿真路网进行灰度变换，形成仿真路网的灰度图像；/n计算灰度图像的重心，根据重心坐标以及计算节点的CPU总数量对灰度图像进行递归二分，获得一系列灰度图像的子区域，并根据灰度图像子区域的临接关系生成相应的拓扑图；/n将灰度图像子区域所包含的车道、车道上的仿真车辆以及所述拓扑图分配给各计算节点的CPU，由各计算节点的CPU启动微观交通仿真软件并结合分配得到的数据进行仿真，直至仿真...

【技术特征摘要】
1.一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，包括：
获取读取实际交通场景对应的仿真路网、仿真周期、计算节点的CPU总数量和微观交通仿真软件，并将微观交通仿真软件传输至各计算节点；
根据各车道上仿真车辆对仿真路网进行灰度变换，形成仿真路网的灰度图像；
计算灰度图像的重心，根据重心坐标以及计算节点的CPU总数量对灰度图像进行递归二分，获得一系列灰度图像的子区域，并根据灰度图像子区域的临接关系生成相应的拓扑图；
将灰度图像子区域所包含的车道、车道上的仿真车辆以及所述拓扑图分配给各计算节点的CPU，由各计算节点的CPU启动微观交通仿真软件并结合分配得到的数据进行仿真，直至仿真周期结束后，回传仿真结果。


2.根据权利要求1所述的一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，所述根据各车道上仿真车辆对仿真路网进行灰度变换，形成仿真路网的灰度图像包括：
获取仿真车辆的初始分别位置信息，从而将各个车辆绘制在仿真路网的相应车道上；
根据各车道的车辆数将仿真路网转换为灰度图像，灰度图像像素值范围为：0～255，其中，灰度0表示背景，按照如下公式设置车道的灰度：



其中，l表示车道长度，k为车道上仿真车辆数目。


3.根据权利要求1所述的一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，所述计算灰度图像的重心，根据重心坐标以及计算节点的CPU总数量对灰度图像进行递归二分包括：
灰度图像大小记为M×N，灰度图像(x，y)位置处的图像灰度值记为h(x，y)，图像重心的坐标计算公式为：






以图像重心坐标对灰度图像进行垂直或水平的二分，形成两个灰度图像子区域；
对上述划分后的灰度图像子区域继续进行二分，直至划分得到的灰度图像子区域的总数等于计算节点的CPU总数量；
垂直或水平的二分的依据为划分后的两个图像子区域面积是否接近，即：如果S(a1v)/S(a2v)≥S(a1h)/S(a2h)则采用水平划分，否则采用垂直划分；其中，S表示面积，a1v与a2v为垂直划分后的两个灰度图像子区域；a1h与a2h为水平划分后的两个灰度图像子区域。


4.根据权利要求1所述的一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，所述根据灰度图像子区域的临接关系生成相应的拓扑图包括：
对于每一个灰度图像子区域进行编码，任意两个灰度图像的子区域除了临接边外互不重叠，对各灰度图像的子区域，分别确定其左上、右上、左下、右下四个顶点坐标；
两个灰度图像的子区有1个或1个以上的顶点坐标相同，则认定两个灰度图像的子区域临接；将每个灰度图像的子区域抽象为一个顶点，两个灰度图像的子区域如果临接，则在两个对应的顶点之间有一条连接弧。


5.根据权利要求1所述的一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割方法，其特征在于，由各计算节点的CPU启动微观交通仿真软件并结合分配得到的数据，通过执行微观交通仿真软件中的车辆微观跟驰模型、换道模型和信号配时模块，计算各仿真车辆下一个时刻的位置；
在接收到回传的仿真结果后，存储至本地数据库。


6.一种面向负载均衡的交通仿真路网图形化分割系统，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锋，陈宇强，
申请(专利权)人：安徽中科龙安科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34