分布式交通網絡仿真平臺的動態(tài)負載均衡算法研究及應用.pdf

1、采用分布式交通仿真系統(tǒng)來對現(xiàn)實交通情況進行模擬，是提高城市交通效率和機動性的有利途徑。而分布式仿真系統(tǒng)中，任務是否均衡分配關系到整個仿真系統(tǒng)的仿真速度。因此，如何使分布式交通仿真節(jié)點的負載均衡成了亟待解決的問題。本文以分布式交通仿真平臺為基礎，借鑒博弈論的思想，提出了基于博弈論的動態(tài)負載均衡算法，并通過仿真實驗和理論分析來驗證了算法的優(yōu)越性。本文的主要工作包括以下幾點：
　?。?）提出了基于分布式交通仿真的網絡模型。首先，在自主研

2、發(fā)的分布式微觀交通網絡仿真平臺的基礎之上，設計了混合模式的動態(tài)負載均衡模型。該模型采用CS和P2P的結合來完成，總控端與仿真終端間以CS的模式存在，而仿真終端和仿真終端之間以 P2P的模式存在。同時為了提高仿真系統(tǒng)的仿真速度、降低數(shù)據采集成本，本文將路網中道路簡化為帶權重的點，而路口簡化為帶權重的邊。采用該模型對路網進行仿真，能夠在不失仿真的真實性的同時，簡化仿真路網模型，提高仿真系統(tǒng)的仿真速度和仿真效率。
　?。?）提出了基于博

3、弈論的動態(tài)負載均衡算法。本文借鑒博弈論中納什均衡的思想，將道路的遷移變?yōu)橹鲃有袨?。算法首先對道路的效用函?shù)進行定義，并通過理論推導證明該函數(shù)存在納什均衡；然后，采用迭代生長的方式來對地圖網絡進行初始分割；最后，道路將根據效用函數(shù)計算自身的費用，并根據自身的費用來決定是否進行遷移以及遷移的目的終端，直到完成整個路網的均衡；并且在仿真系統(tǒng)運行中再次出現(xiàn)不均衡狀況時，同樣也可以依據道路的費用來對道路進行遷移，并再次達到均衡狀態(tài)。
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4、3）進行了仿真對比實驗。本文采用自主研發(fā)的微觀交通仿真系統(tǒng)為實驗平臺，通過設定實驗參數(shù)等，與經典的遞歸對分算法進行了兩大組對比實驗。實驗的主要內容包括：終端數(shù)變化及車輛數(shù)變化對仿真時間、仿真時間方差、通信時間總和及通信時間方差的影響。實驗結果證明，本文提出的基于博弈論的動態(tài)負載均衡算法的優(yōu)越性。
　　通過理論及對比仿真實驗的結果驗證，本文提出的基于博弈論的動態(tài)負載均衡算法能夠均衡的劃分路網，并且能夠解決大規(guī)模分布式交通仿真系統(tǒng)的動