[發明專利]面向行為研究的車載動態交通信息誘導系統模擬設計方法

無效

• 申請號: 200910055199.7
• 申請日: 2009-07-23
• 公開（公告）號: CN101639871A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 干宏程;汪晴
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

1.一種面向行為研究的車載動態交通信息誘導系統模擬設計方法，包括如 下步驟：

1)利用計算機作為界面，運用面向對象的編程技術，采用宏觀動態網絡交 通流建模方法，建立高速道路網宏觀動態交通流仿真模型：路網由節點和有 向路段組成，節點為存在出、入口匝道或道路屬性發生變化的位置；路段是 車道數和坡度相同的一段高速公路；路段分為若干等長小段，路段m分為N_m個長度為Δ_m的小段，小段車道數記為λ_m，路段m的第i小段在k時刻的交 通狀態用密度、速度和流量表示，分別記作ρ_m，i(k)、v_m，i(k)和q_m，i(k)，高速道 路網宏觀動態交通流仿真模型由路段模型、節點模型、起點排隊模型三部分 組成，相應的數學公式如下：

A：路段模型：

ρ_m，i，j(k+1)＝ρ_m，i，j(k)+(T/λ_mΔ_m)[γ_m，i-1，j(k)q_m，i-1(k)-γ_m，i，j(k)q_m，i(k)]

q_m，i(k)＝ρ_m，i(k)v_m，i(k)λ_m

v_m，i(k+1)＝F(V_E(ρ_m，i(k))，v_m，i(k)，v_m，i-1(k)，ρ_m，i+1(k))

公式中，ρ_m，i，j(k)表示ρ_m，i(k)中終點為j的分密度；T為模型取樣周期； γ_m，i，j＝ρ_m，i，j/ρ_m，j，稱為交通組成比例；函數F()是動態速度-密度方程，表示 小段速度與上下游小段交通狀態有關，V_E()為穩態速度-密度關系，F()和 V_E()為經驗性公式，結合實測高速路數據建立；

B：節點模型：

Qn,j(k)=Σμ∈Inqμ,Nμ(k)γμ,Nμ,j(k)]]>∀(n,j)]]>

qm,0(k)=Σj∈Jmβn,jm(k)Qn,j(k)]]>∀m∈On]]>

γm,0,j(k)=βn,jmQn,j(k)/qm,0(k)]]>∀m∈On,∀j∈Jm]]>

公式中，I_n為流入節點n的路段集合，Q_n為從節點n流出的路段集合；J_m為 經路段m能夠到達的終點集合；Q_n，j(k)為從節點出發駛往終點j的流量；為Q_n，j(k)中選擇路段m的流量所占比例，稱作分流比例；q_m，0(k)為路段m入口 處流量，γ_m，0，j(k)為q_m，0(k)中流向終點j的比例；

C：起點排隊模型：

w_o，j(k+1)＝w_o，j(k)+T[θ_o，j(k)d_o(k)-γ_o，j(k)q_o(k)]

qo(k)=min{do(k)+wo(k)T,]]>Qo·λo·min{1,ρjam-ρs,1(k)ρjam-ρcr,s}}]]>

以上公式中，w_o，j為起點o處排隊車輛數w_o中終點為j的數量；d_o是入口需 求；θ_o，j是OD比例；q_o是入口流量；γ_o，j是車流組成比例；Q_o為入口通行能 力，λ_o為入口車道數，ρ_jam是阻塞密度；ρ_s，1為入口下游緊鄰路段s的第一小 段的密度，ρ_cr，s是路段s的臨界密度；

高速道路網宏觀動態交通流仿真模型仿真任意時刻路網中任意位置的速度、 密度、流量、起點處排隊車輛數，根據輸出結果，可以計算路徑行程時間、 網絡總旅行時間常見的交通指標，駕駛員的車輛一旦進入高速道路網，車輛 就根據網絡流模型計算的速度自動向前行進；

2)在高速道路網宏觀動態交通流仿真模型基礎上，建立交通流運行狀況生 成模塊、駕駛員駕車任務模塊、動態路網交通狀態及導行信息生成模塊、基 本出行信息生成模塊、其他輔助信息生成模塊，功能模塊在車載動態信息系 統人機界面上對應功能視窗，主要的功能視窗及其驅動模塊如下：

A、車流運行狀況視窗：

視窗中車流由運動的小方格組成，駕駛員的車輛用黑色閃爍小方格表示；小 方格數量根據小段密度確定，小方格越多表示越擁堵；駕駛員用鍵盤操作所 駕駛的車輛，避免與周圍其他車輛相撞；該視窗由交通流運行狀況生成模塊 和駕駛員駕車任務模塊驅動；

B、動態路網交通狀態視窗：

視窗中高速道路網分割為若干信息單元段，信息單元段與小段之間建立映射 關系，其顯示狀態根據交通擁擠程度分為若干個等級，并且視窗將最優路徑 指示提供給駕駛員；該視窗由動態路網交通狀態及導行信息生成模塊驅動；

C、基本出行信息視窗：

視窗顯示的信息包括：出發時間、當前時間、已行駛距離、路網地圖、車輛 方位信息；路網地圖根據駕駛員需要有開啟或關閉兩種狀態，該視窗由基本 出行信息生成模塊驅動；

D、其他輔助信息視窗：

視窗提供視覺和聽覺信息，所述視覺和聽覺信息包括標示速度的汽車儀表 盤、車輛發動機聲音、可變信息標志信息，該視窗由其他輔助信息生成模塊 驅動；

3)、運用軟件工程、人因工程與圖形學學科知識，以步驟1)中的網絡流模 型和步驟2)各功能模塊為主要程序模塊，開發車載動態信息系統計算機模 擬程序，對動態車載信息影響下的駕駛員動態響應行為進行模擬。