[发明专利]并行微观交通仿真中非阻塞式的车辆移动方法

摘要

本发明公开了一种并行微观交通仿真中非阻塞式的车辆移动方法，该方法首先为每个路段中的车道创建一个车辆管理装置，用于管理车道上的车辆，并将组成路网的所有路段划分成多个组，每个组分配一个线程负责仿真车辆的状态。当车辆跨路段行驶时，则会带来并发与线程竞争问题，为解决这个问题，本方法利用一条硬件级的原子指令CAS指令，实现基于冲突检测的乐观并发策略，也就是非阻塞式的同步方案，避免了锁的使用，降低了并发仿真环境下线程间交互的性能损耗，使得整个微观交通仿真系统的性能有了明显提升，满足了城市规模道路交通系统的实时仿真需要。

主权项

一种并行微观交通仿真中非阻塞式的车辆移动方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)仿真初始化阶段，包括以下子步骤：(1.1)为每一个路段中的每一条车道创建一个车辆管理装置LVC；(1.2)将每一个路段映射到一个线程；(2)仿真进行阶段，若车辆仅在路段内部移动，则不涉及线程间的交互，否则，若车辆从上游路段的车道进入下游路段中的车道，执行以下操作：(2.1)上游路段所处的线程将车辆从当前车道的LVC中除去，并将车辆标记为游离状态，表示车辆不再属于任何路段；(2.2)上游路段所处的线程将车辆提交到下游车道的缓冲区中；具体为：利用compare‑and‑swap(CAS)指令，上游线程将车辆与下游车道缓冲区中的值进行一次原子交换，若交换得到空值，则表示原缓冲区为空，表示车辆已经成功放入缓冲区中；否则上游线程交换得到另一辆车，说明缓冲区中已有其它车辆，表示车辆发生碰撞，流程终止；(2.3)下游路段的线程从缓冲区中提取车辆并把车辆加入到下游车道的LVC中，从而在并发环境下高性能地实现车辆的跨路段移动；具体为：利用CAS指令，下游线程将空值与缓存区中的值进行一次原子交换，交换后下游线程得到缓冲区中的值，而缓冲区被换入空值；交换得到两种结果：a)若下游线程交换得到空值，说明缓冲区中原本就没有车辆，此时终止流程；b)若下游线程交换得到的值非空，则该值即为从上游车道驶入的车辆，此时将车辆加入到下游车道的LVC中，将车辆状态更新为属于下游路段。