模糊理論與事件驅動技術在車流動態模擬上的應用

Abstract

傳統的電腦交通軟體,大都用"時間掃描(Time scan)"的技術來模擬東流動態.也就是說,先取得 某一時間點各車的狀況,加上一個時間間隔內 的狀況變化量,再綜合計算下一個時間點的各 車狀況.這種技術的缺點,在於假設各車輛的變 化為獨立發生、同時進行,若要充分掌握車輪 間的交互作用,須要將時間間隔設為很短.但短 時間間隔的代價則是極為龐大的額外電腦資源 ,這使得模擬的對象只能應用在小型的路網.本報告擬以事件驅動(Event-driven)的技術來克服上 述的問題.這個方法將車輛行駛環境的變化視 為一個事件,以兩個事件之間的時間間隔和事 件前的狀態,就可以得到事件後的狀態,省下逐 秒計算的功夫.此法的事件發生必有先後,符合 實際的駕駛行為,還可以克服時間掃描法中,假 設各車的變化獨立進行、同時發生,結果可能 受到計算順序影響的缺點.同時,由於一般駕駛 人都是以自身的經驗處理環境的變化,若要以 實證的方法求得這些事件處理方法的關係,不 僅須要大量的基礎研究,結果亦偏離現實世界 的狀況.而近年來蓬勃發展的模糊集合理論,對 於這些人類經驗法則的處理,提供了一套完整的理論基礎與方法.將模糊集合理論應用在駕 駛人對事件的認知與反應上,使得駕駛人的行 為不必仰仗國外的研究,而可輕易地由台灣當 地的經驗取得,省去大量的基礎研究,使本研究 的成果有實現的可能.以事件驅動技術改善時 間掃描的缺點,在觀念上類似在一個大部分為 零的矩陣資料結構中,以指標(Pointer)代替陣列( Array)的資料結構,其結果可用模糊控制系統代 替傳統的跟車理論,使得模擬台灣都會區中典 型的汽、機車混合的車流成為可行,在實務上 有其必要性,是未來的車流研究中,如智慧型車 輛系統(IVHS),突破現況的重要工具.