随着我国经济社会的高速发展和城市化进程的推进,机动车的数量日益增加,随之带来的城市交通问题也日益凸显。诸如交通拥堵、交通事故和汽车尾气造成的环境污染等问题,对城市区域路网的通行效率和市政交通管理都造成了严重的影响,城市交通管理者们迫切需要寻找合理高效的交通管制方案解决这些问题。而在影响城市区域交叉口通行能力的众多因素中,交叉口信号灯优化控制是至关重要的因素之一,也是现代交通管理的主要内容。利用在线实时交通仿真系统,城市交通管理者可以观察分析区域交通流变化,建立线上仿真环境再现真实交通流状态,并优化调节信号灯配时相位和参数,模拟不同交通场景,利用在线交通仿真验证信号灯方案的有效性。这样的系统已成为交通方案辅助决策的有效实验工具和探索平台。在上述背景下,本文研究了现有交通仿真系统的不足,结合物联网传感器、交融流量数据处理、分布式系统等技术的优势,设计并实现了城市信号灯的辅助决策在线实时仿真系统,旨在辅助市政交通管理者能够更高效地验证信号灯方案效果,并得到更科学可靠的交通信号灯决策方案。本文首先对相关技术和理论进行了深入研究,针对系统中需要面对的关键问题和难点,本文提出了合理的解决算法和技术:第一点是如何收集并处理和应用交通流数据,本文设计了流式数据处理算子,能够对交通流数据按照时段和路段进行分片聚合并存储;第二点是可靠仿真环境的建立,本文实现了一种基于区域路段传感器所构成的图网络,进行静态流量分配的算法,进行仿真需求建模,并针对算法的不足,即真实数据中区域传感器数据的缺失进行了算法的改进,支持从真实交通流建立仿真交通需求,从而建立可靠的信号灯方案仿真环境;第三点是对于系统需要支持多用户在线实时仿真的难点,本文设计一种分布式仿真任务执行引擎,将每次的仿真请求封装成仿真任务进行分布式处理,提高系统在多用户场景下的可用性。根据使用场景和功能需求,进行本系统架构设计,各个功能模块的详细设计和具体实现,实现了流量数据模块、交通路网模块、信号灯及交通设备模块、交通仿真模块。最后对系统进行了单元测试和集成测试,针对每个模块功能设计多个测试用例,验证了本系统满足设计目标中的功能要求。