基于连续Petri网的城市交通网络建模研究

向弧 。
（ ３ ） ｗ 一＜ Ｐ ｒ ｅ ， Ｐ ｏ ｓ ｔ ： ＞是 有 向弧 的 权 重 ， 为正实数 。 （ ４ ） 识 矩 阵 ， 初 始 标 识 矩 阵为 Ｍｏ 。 相对于一般 Ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ 网， 连续 Ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ 网 中 的位 置 和变 迁 均 是 连 续 的 。 图形 表 示 时 ， 连续 库所用 双 圆圈表示 ， 连 续 变 迁用长方框表示 ； 网中的标识 数为实 数域 ， 当 连 续 变 迁 发 生时 ， 其 上 游 或 下 游 库 所 的标 识 变 化 也 是 实 数 范 围 。
…
具有严格 的数学定义及强大的数学理论作支撑 ， 特 别 便 于
描 述 系 统 中 的并 发 、 同步 、 冲 突 等 关 系 。用 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网建 立 交 通 网 络模 型 ， 具有直观 、 易懂、 易用 、 能 减 少 计 算 量 和 降低
程 序 编 制 的 复 杂 度 等 优 点 。本 文 先 建 立 整 个 交 通 网 络 的 框架模 型 ， 然后 通 过对 系 统 中 最 重 要 的 构 成 元 素 —— 交 叉 口建 立 细 化 子模 型 ， 最 后 将 所 有 子模 型 组 合 起 来 即构 成 整
等 。本 文 以普 遍 存 在 的 四相 位 十 字 交 叉 口为 例 进 行 探 讨 。
基金项 目： 国 家 自然 科 学基 金 项 目（ ６ １ １ ６ ３ ０ １ ２ ） ； 广 西 自然 科 学基 金 项 目（ ２ Ｏ １ ２ ＧＸ ＮＳ Ｆ ＡＡＯ ５ ３ ２ １ ８ ） ； 广 西硕 士研 究 生教 育 创 新 计 划 项 目
个 交 通 网 络 系统 的 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网模 型 。
，
９为 十 字 交 叉 口编 号 ， １ Ｏ， １ １ …， ２ １为 所 探 讨 部 分 与 周
边区域的连接点 。
１ 基 本 理 论 知 识
１ ． １ 连续 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网 基 本 概 念
图 １ 有 ９个 十 字 交 叉 １ ２ １ 的 交 通 网 络
第１ ２ 卷 第５ 期
２ Ｏ１ ３ 年 ５ 月
软 件 导 刊
Ｓ ｏｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｇｕ ｉ ｄ ｅ
Ｖｏｌ １ ２ＮＯ ５ Ｍａ ｖ． ２ Ｏ１ ３
基 于连 续 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网 的 城 市 交 通 网络 建 模 研 究
杨 琰 ， 廖 伟志 ， 杨 荐 ， 刘 慧勇
叉Ｉ ７ ： 处 的 转 向行 为和 转 向延 误 信 息 。 体 现路 段 阻抗 和 节 点 阻抗 的 时延 因素 的 引入 ， 使 得 模 型 能 更加 真 实地 反 映 交 通 网络 的 动 态特 性 ， 为后 续 动 态路 径 的 诱 导 和 交通 控 制提 供 思 路 。
关键词 ： 城 市 交 通 网络 ； Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网； 道路 交 叉 口 ； 网络 建模
（ ＹＣ Ｓ Ｚ ２ ０ １ ２ ０ ９ ９ ）
作 者简介 ： 杨琰（ １ ９ ８ ６ 一） ， 女， 广 西 师 范 学 院 计 算 机 与 信 息 工程 学 院硕 士研 究 生 ， 研 究 方 向 为 智 能控 制 及 其 应 用 ； 廖 伟 志（ １ ９ ７ ４ 一） ， 男， 博士， 广 西 师 范 学 院计 算机 与信 息 工 程 学 院 教 授 、 硕 士生导师 ， 研 究 方 向 为 形 式化 技 术 及 其 应 用 ； 杨荐 （ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 广 西师 范 学 院 计 算 机 与 信 息 工 程 学 院硕 士 研 究 生 ， 研 究方 向 为智 能控 制及 其 应 用 ； 刘 慧勇（ １ ９ ８ ６ 一） ， 男， 广 西 师 范 学院 计 算 机 与 信
（ 广西 师范 学 院 计 算机 与信 息工程 学院 ， 广 西 南宁 ５ ３ ０ ０ ２ ３ ）
摘 要 ： 建立 了基 于连 续 Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ 网的城 市交通 网络模型 。采 用层 次化 的建模 方法， 首先构建整个 交通 网络 系统 的大框
架模型 ， 然后 对 其 构 成 的 关 键 要 素 —— 交 叉 口给 出细 化 模 型 。 交 叉 口模 型 清 晰 地 描 述 了各 个 方 向 的 交 通 流 在 道 路 交
中图分类号 ｉ ＴＰ ３ ０ ２
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ： ｌ ６ ７ ２ — ７ ８ ０ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ０ ５ — ０ ０ ４ ３ — ０ ３ （ ２ ） Ｆ （ Ｐ×Ｔ） Ｕ（ Ｔ×Ｐ） 表 示 位 置 和 变 迁 之 间 的 有
０ 引 言
随着 经 济 的迅 猛 发 展 ， 各 大 城 市 的 机 动 车保 有量 迅 速
连 续 Ｐｅ ｒ ｔ ｉ 网… 是 一 个 六 元 组 Ｃ ＮＰＮ ＝ （ Ｐ， Ｔ， Ｆ， Ｗ，
信 号 控 制 交 叉 口是 城 市 交 通 网 络 中最 重 要 也 最 复 杂 的构 成 部 分 。常 见 的 交 叉 口有 十 字 形 、 Ｘ型、 ｙ型 、 Ｔ 型
Ｖ， Ｍｏ ） ， 其中 ， （ １ ） Ｐ， Ｔ 分别 为 非 空 有 限 位 置 集 和 变 迁 集 。
行 交 通 控 制 的基 础 和 关 键 。 城 市 交 通 网络 是 一 个 复 杂 的 大 系 统 ， 具 有动 态 、 并 发 及 同 步 的 特 征 。Ｐ ｅ ｔ ｒ ｉ网 是 一 种 系 统 建 模 与 分 析 的 工 具 ，
城 市 交 通 网络 是 由若 干 个 交 叉 口通 过 路 段 连 接 起 来 的 。图 １是 具 有 ９个 十 字 交 叉 口 的 典 型 交 通 网 络 。 １ ， ２
１ ． ２ 城 市 交通 网 络
增加 ， 导 致 各 地 交 通 问题 变 得 Ｅ ｌ 益严重 ： 交通拥堵 、 交 通 事
故频发 、 能源消耗大 、 环 境 污 染 日趋 严 重 等 等 。 为 解 决 这 些问题 ， 人们不仅需要 加强道 路基 础设施 的建设 ， 而 且 需 要 加 强 交 通 控 制 。对 城 市 交 通 系 统 进 行 合 理 的建 模 ， 是 进