基于迭代式MapReduce的地铁安全仿真系统的研究.pdfVIP

粼ACADEMICRESEARCH学术研究 基于迭代式MapReduce的 地铁安全仿真系统的研究 ◆曹羽中韦永斌 摘要：当前，我国交通系统发展迅猛，列车的运行追踪系统不仅可以确保列车运 行中的安全。而且可以提高列车运行的效率，是轨道交通系统的核心。仿真软件能够 模拟城市轨道交通系统的各种极端情况，并提供决策支持，更好地提高地铁运行的可 靠性以及安全性。本文针对以上背景设计并实现了轨道交通仿真追踪模型，并为了使 系统具有对海量数据进行分布式处理的能力，系统使用HadoopMap／Reduce框架。 实验表明，本文所构建的模型是一个能反映实际运行情况的行之有效的模型。 关键词：元胞自动机；并行计算；仿真；大数据 的运动，看做是每个格子的状态变化【2】，传统的NaSch 一、引言 模型是为公路交通设计的，本文设计的模型在歹IJ车行车 交通运输系统是城市生活极其重要的一部分。城 时，使用专为轨道交通改进的NaSch模型11，当列车启 市交通运输系统的发达程度是衡量一个城市现代化程度 动时候首先是加速，并保持安全距离，然后再移动列车 的重要指标，同时也是衡量一个城市生活便利程度的重 位置。 要指标【2】。1868年英国成为世界上第一个有地下铁路的 与原模型相比，本文所用NaSch模型去掉了减速： 国家，这以后每个国家都会把地下交通作为城市发展的 K—m加(圪，西)(1) 重中之重，目前全世界已有36个国家的近80多个城市拥 司机在行驶中为了防止撞车而减速以及随机慢化： 有了地铁川。现代化城市的发展受城市的交通能力的制 以概率P， 约，而交通能力也决定了一个城市的发展水平【l们，很难 K—m加(圪-1，0)(2) 想象一个交通不便利的城市会具有发达的经济水平【3】。 各种突发情况造成车辆减速的过程o”。这是因为在 城市轨道交通具有低能耗，占用土地资源少等优势，并 地铁中行驶时，不会有随机慢化的过程。而减速过程因 具有准时、载客量大，安全环保低碳的优点【4】。 为有闭塞区间算法，所以省略。 通过分析现有的资料文献，可以知道当前在地铁运 2．2固定闭塞区间技术。所谓的闭塞区间或块段， 行追踪系统的研究领域中，固定闭塞区间和移动闭塞区 是确保只有一辆运行的列车在同一时间内，同时确保一 间技术被大量应用嘲，对列车运行自动控制以及列车制动 个区间或闭塞分区在同一时间只能运行一个列车，它是 已有大量的研究成果【8】。但是，在地铁运行追踪过程领域 确保轨道交通安全的一个比较主流的方法【2】。在固定闭 中，少见一些行之有效的能描述运行追踪过程仿真模型 塞区间技术里，信号灯刷新规则如下：列车进入的区间 和相关算法【6】，本文将依据地铁运行追踪过程，建立一个 为红灯，前一个区间为红灯，再前2个区间分别为黄， 基于固定闭塞区间技术的仿真模型及其相关算法。 绿，其核心思想如下图1： 二、轨道交通相关原理 —- - - ，＼ 幺T 打 黄 绿 信号 2．1NaSch模型技术。从著名科学家冯·诺伊曼第一 个提出元胞自动机以后，元胞自