[發明專利]交互式交通仿真系統

無效

• 申請號: 200710049306.6
• 申請日: 2007-06-15
• 公開（公告）號: CN101308616A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 蘇虎
• 申請（專利權）人: 成都合縱連橫數字科技有限公司
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及仿真技術領域，特別涉及：交通仿真、車輛駕駛仿真領域。

背景技術

從20世紀80年代起，不少發達國家已將計算機仿真技術用于國防、航空、航天等領域。90年代，開始推廣應用于能源、交通、電力等民用領域。

采用計算機仿真技術進行交通問題的研究具有經濟、安全、高效等特點。目前在公路交通領域，計算機仿真技術主要用于交通仿真、駕駛仿真兩個方面。交通仿真系統通過模擬路網以及交通流的動態特性，解決交通管理、道路規劃、交通影響評價等領域的問題，通常以軟件的方式實現。根據仿真規模與仿真粒度，交通仿真系統分為宏觀、中觀、微觀交通仿真系統。駕駛仿真系統由相應的軟、硬件構成，通過實現車輛性能仿真、駕駛環境仿真來進行駕駛技能培訓、車輛性能仿真研究等。

美國、英國、德國、法國、日本等發達國家在這兩個領域都做了大量的研究工作，并已形成了不少產品，這些產品包括各類交通仿真軟件、汽車駕駛仿真器等。通過調查、研究發現，目前交通仿真、駕駛仿真這兩個相關領域相對獨立，并未有效利用雙方可共享的研究成果，如：在駕駛仿真系統中一般未包含高逼真度的交通流仿真模型；而交通仿真系統中往往較少考慮交通流中車輛性能的仿真、駕駛行為特征的個體差異等。在這兩個相關領域的成果上進一步研究，可構建新型的交通-駕駛混合仿真系統。該系統可有效提高交通仿真系統、駕駛仿真系統的仿真置信度，并將計算機仿真技術在公路交通領域的應用范圍進一步擴大，為駕駛行為、駕駛心理、交通安全、智能交通、道橋設計等領域的研究、應用工作提供一個新平臺。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用分布式體系結構的交互式交通仿真系統，這是一種新型的交通-駕駛仿真系統。其核心在于將人在回路的車輛駕駛仿真器作為交通參與實體引入交通仿真系統中。車輛駕駛仿真器作為受用戶駕駛行為控制的交通參與實體與交通仿真系統生成的虛擬交通參與實體相互作用、相互影響，共同參與交通仿真計算。本發明提供的系統采用分布式體系結構，可實現多個車輛駕駛仿真器、多個交通環境仿真服務器在同一虛擬交通環境下的協同仿真，具有結構靈活、擴展方便、支持人機交互、置信度高等特點；為交通領域的相關研究與應用提供了一種新平臺、新仿真工具，將推動交通仿真技術及交通領域的發展。

本發明采用以下技術方案實現。本發明包括：交通環境仿真子系統、車輛駕駛仿真器、仿真結果輸出顯示節點、網絡設備。對于交通環境仿真子系統，其至少包含一個交通環境仿真服務器。交通環境仿真服務器負責完成指定區域中的道路、交通設備、機動車、非機動車、行人進行仿真。系統中至少包含一個人在回路的車輛駕駛仿真器，用戶在車輛駕駛仿真器中可以看到交通環境仿真服務器生成的仿真結果，并通過操作車輛駕駛仿真器參與交通仿真。仿真結果輸出顯示節點接收交通環境仿真服務器、車輛駕駛仿真器發出的實時仿真數據，采用三維圖形的方式顯示系統所仿真交通環境的實時狀況。網絡設備為系統各節點提供通訊平臺。

所述交通環境仿真子系統由一組可擴展的交通環境仿真服務器群組成，群中服務器的數量為一個或多個。交通環境仿真服務器包含一套配備網絡接口的計算機系統及運行于該計算機系統上的交通環境仿真軟件。交通環境仿真軟件分為交通環境仿真程序與基礎數據庫兩部分，交通環境仿真程序由基礎數據管理、交通參與實體行為仿真、車輛-環境作用仿真、交通環境狀態發布、仿真時鐘管理、協調管理、結果顯示、通訊協議等部分組成。交通環境數據庫中包含：道路數據、信號燈數據、交通標志數據、交通規則數據、機動車仿真模型、非機動車仿真模型、行人仿真模型。

所述交通環境仿真程序基于交通環境數據庫完成交通環境的實時仿真運算。實時仿真計算的內容包括：計算所仿真的交通區域內所有虛擬交通參與實體的狀態，這些交通參與實體包括機動車、非機動車、行人；根據配時信息計算該區域內信號燈的狀態；計算道路沿途狀態可更改實體的實時狀態，這些實體包括：道路隔離設施、信號燈、電桿、植物、市政設施、小型建筑。

所述虛擬交通參與實體狀態的仿真計算建立在交通參與者的行為仿真模型、其所處的道路環境、其所處路段的交通管理信息、周邊其他交通參與者的狀態的基礎上。每個交通參與實體的狀態將會對周圍其他交通參與者造成影響；并有可能改變道路沿途狀態可更改實體的狀態，如：車輛與樹木發生碰撞，樹木的狀態將發生改變。