基于操作系统作业调度算法的红绿灯调度毕业论文(编辑修改稿)

基于操作系统作业调度算法的红绿灯调度毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

egies of continuous improvement emerge. This paper attempts to apply plex operating system scheduling algorithm to the control of traffic lights traffic , thus forming a traffic light new scheduling policy. Key words: Operating system。 Job scheduling algorithm。 Traffic control 1 1 绪论 系统研究的背景及意义 随着我国城市化的不断发展、汽车数量急剧增长，各个城市交通拥堵情况加剧，各地交通事故也频频地发生，日益恶化的交通环境已成为突出的城市问题。 很多人都知道，缓解交通拥挤的最直接、最有效办法是提高路网的通信能力，从而实现高效的交通调度方案。 由于受资金因素或者是土地因素的限制，无论哪个大城市，不可能无限制地修建道路。 而城市交通中极为重要的部分 —— 往成为影响整个城市交通的关键节点。 高效的红绿灯调度方式不仅可以有序指挥交通，而且在很大程度上能够保障城市道路的畅通。 传统的十字路口交通 控制灯，通常是事先经过交通流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好，一般红绿灯的维持和转变是定周期。 而这种传统的控制灯已然不能满足如今城市发展带来的交通问题。 针对当前城市车流量大急剧增加，交通拥堵日益严重的现状，为解决城市交通拥堵问题，保证车辆高效的通行。 国内外相关研究如雨后春笋，基于交通灯智能调度的研究成果很多。 一定程度上对当前交通现状有所改善，但是在我国，虽然大中型城市型城市已有比较先进的调度设施，但是随着城镇化的推进，一些后劲崛起的小城市仍然沿用传统的控制等调度方式，没有合 适小型城市的智能控制灯调度系统，使得小城市也饱受交通拥堵之祸。 现针对一些小城市的交通现状，通过对车流的统计，变换调度优先级，根据不同交通情况引入不同的调度算法，实现交通灯指挥疏导交通的智能化。 为车流疏导提供一种合理的解决办法。 本文主要论述了我们提出的基于操作系统作业调度算法形成的新的红绿灯调度方式。 国内外研究现状 传统的十字路口交通控制灯，通常是事先经过交通流量的调查，运用统计的方法将两个方向红绿灯的延时预先设置好，一般红绿灯的维持和转变是定周期。 而这种传统的控制灯已然不能满足如今城市发展带来的交 通问题。 针对当前城市车流量大急剧增加，交通拥堵日益严重的现状，为解决城市交通拥堵问题，保证车辆高效的通行。 国内外相关研究如雨后春笋，基于交通灯智 2 能调度的研究成果很多。 一定程度上对当前交通现状有所改善，但是在我国，虽然大中型城市型城市已有比较先进的调度设施，但是随着城镇化的推进，一些后劲崛起的小城市仍然沿用传统的控制等调度方式，没有合适小型城市的智能控制灯调度系统，使得小城市也饱受交通拥堵之祸。 现针对一些小城市的交通现状，通过对车流的统计，变换调度优先级，根据不同交通情况引入不同的调度算法，实现交通灯指挥 疏导交通的智能化。 为车流疏导提供一种合理的解决办法。 主要技术路线 本文主要是实现对我们提出的新的红绿灯调度方式的模拟，而交通调度有实时性的特点，调度的不可预知性。 为实现本模拟系统的实时性和凸显我们提出的调度方式的智能性，我们采用基于对话框的 MFC 应用程序，设计的核心技术是灵活应用 MFC 提供的计时器资源。 我们以 Windows XP 操作系统、 Visual Studio C++ 为开发环境，采用 MFC 作为应用程序开发框架。 3 2 主要问题论述 车道汽车流向 图 21 六车 道的十字路口示意图 规定一个车道中移动的车辆经过十字路口到另一车道为一个相位（ M），那么一个上图的交叉路口会产生十二种相位： 4 图 22 由南开始的相位图 图 23 由北开始的相位图 图 24 由东开始的相位图 图 25 由西开始的相位图 5 在这十二种相位从互斥调度的角度可以分为两类，即： 第一类： N6 到 W S6 到 E W6 到 S E6 到 N1，这一类没有调度时方向互斥的问题，所以不需要调度，可自由通行； 第二类： N4 到 E S4 到 W3， W4 到 N E4 到 S3， E5 到 W W5 到 E2，N5 到 S2,、 S5 到 N2。 其中在第二类中形成互斥的相位组分别是： 组一： N4 到 E S4 到 W3， W4 到 N E4 到 S3； 组二： E5 到 W W5 到 E2， N5 到 S2,、 S5 到 N2。 经过上述分析，可以得出一次调度开放的相位有： 通行相位组一（ N 组）： N4 到 E S4 到 W3， N6 到 W S6 到 E W6 到S E6 到 N1； 通行相位组二（ W 组）： W4 到 N E4 到 S3， N6 到 W S6 到 E W6到 S E6 到 N1； 通行相位组三（ E 组）： E5 到 W W5 到 E2， N6 到 W S6 到 E W6到 S E6 到 N1； 通 行相位组四（ S 组）： S5 到 N2 、 N5 到 S2， N6 到 W S6 到 E W6 到S E6 到 N1。 通行相位组五（ n 组）： N4 到 E N5 到 S2， N6 到 W S6 到 E W6 到S E6 到 N1； 通行相位组六（ w 组）： W4 到 N W5 到 E2， N6 到 W S6 到 E W6到 S E6 到 N1； 通行相位组七（ e 组）： E4 到 S E5 到 W2， N6 到 W S6 到 E W6 到S E6 到 N1； 通行相位组八（ s 组）： S4 到 W S5 到 N2， N6 到 W S6 到 E W6 到S E6 到 N N6 到 W1。 而这四组通行相位在 时间上是互斥的，在同一时间只能容许其中一组通行，否则，可能会造成严重的交通事故。 6 图 26 调度组放行示意图（通行相位组二） 单车道分级限速问题 图 27 车流方向由南向北的三车道分级限速示意图 7 在这里对车流来源点路段进行分级限速，分级限速作三点主要说明： 第一：解决了车辆行车速度混乱而造成的拥堵问题和混乱秩序，同时限速便于计算车辆数，进而便于计算调度指标 —— 优先级； 第二：在计算优先级时，多不同缓冲区赋予不同的权重，靠后的缓冲区在计算优先级时权重要比靠前的缓冲区权重要高； 第三：初始状态下缓冲区数量一定，每一个缓冲区能够容纳的车辆数量一定，一个缓冲区满，再动态开辟新的缓冲区，根据车辆拥堵情况，灵活增减缓冲区。 动态优先级值的计算 优先级计算 首先，如前面所述，四个互斥组要想被调度，必须获得最高的优先级。 每一个组的优先级与该组每个车道上滞留的车辆有直接的关系。 就问题一所述，八个组分别是： N（组）、 W（组）、 E（组）、 S（组）， n（组）、w（组）、 e（组）、 s（组），各组中不形成互斥的相位有四组： N6 到 W S6 到E W6 到 S E6 到 N N6 到 W1，这四组随时可以通行，故不用考虑调度的问题。 对剩下的相位作如下规定： 1. N S4， E W4， N S5， E W5；这八个车道是车辆来源车道；车道上 车辆滞留重量用 C 表示，车道车辆滞留量由 C 和道路标识组合表示，每个车道车辆滞留量分别是 CN CS CE CW CN CS CE CW5 ； 2. 计算机优先级时，各类权重用 W 表示， W 和下标组合作为不同类型权重的区分，具体计算中给出解释； 3. 优先级用 P 表示，不同车道上的优先级由 P 和车道标识组合表示。 优先级计算公式： P =Pi + i iiWC； 式（ ） 其中 Pi 车辆等待时间的延长而直接获得的优先级的值；设置这个量主要考虑到，如果某一个相位滞留车辆持续增 加，时刻保持所有缓冲为满的情况，而其他车道靠前缓冲区都未满，且后续车辆又少，在此车道上的车辆将长时间得不到放行，这样造成不良调度。 故在此设置 Pi以避免上述情况的出现。 8 具体车道优先级计算 1. 选取车道，本次选取 N4； 2. 假设此十字路口每个方向车道分三级缓冲地。