[發(fā)明專利]面向行為研究的車載動(dòng)態(tài)交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910055199.7
• 申請(qǐng)日: 2009-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN101639871A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 干宏程;汪晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能交通信息領(lǐng)域，具體涉及一種面向行為研究的車載動(dòng)態(tài)交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法。?

背景技術(shù)

隨著ITS(智能交通系統(tǒng))、計(jì)算機(jī)、通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展，在不少國(guó)家和地區(qū)，能夠?qū)崟r(shí)地提供道路交通狀況信息的車載交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng))已經(jīng)從早期的實(shí)驗(yàn)室探索、示范工程應(yīng)用，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)嵱没A段。車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)能夠以文字和地圖等形式顯示道路交通狀況(如擁擠、事故、不利氣候、施工、行程時(shí)間、延誤等)，還能給出最優(yōu)路徑指示以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)行目的。這里所述的車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)，是在交通信息采集、處理和發(fā)布技術(shù)較完備的背景下的新技術(shù)，與傳統(tǒng)車載導(dǎo)航系統(tǒng)概念不同。傳統(tǒng)車載導(dǎo)航系統(tǒng)的最優(yōu)路線指示根據(jù)正常交通狀況生成，不考慮或很少考慮實(shí)時(shí)的路況變化情況，給出的最優(yōu)路線指示本質(zhì)上是靜態(tài)信息。國(guó)內(nèi)，動(dòng)態(tài)車載信息系統(tǒng)相關(guān)研究起步較晚，但近年來(lái)在借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家研究成果基礎(chǔ)上，研發(fā)車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的硬件技術(shù)已具備，一些城市已初步應(yīng)用(或正在規(guī)劃)實(shí)例系統(tǒng)。隨著我國(guó)許多城市的高速道路(市郊/城際高速公路、市內(nèi)快速路)形成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，城市居民旅游出行需求日益旺盛，交通信息采集與處理技術(shù)不斷完善，車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)應(yīng)用于高速道路出行將是必然趨勢(shì)。?

在上述背景下，研究駕駛員在動(dòng)態(tài)車載交通信息影響下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為成為了學(xué)術(shù)界ITS研究的熱點(diǎn)，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道已經(jīng)不少。這里所述的動(dòng)態(tài)響?應(yīng)行為是指路徑選擇、中途換道等個(gè)體決策行為，不涉及微觀車輛駕駛行為。研究成果能夠?yàn)轳{駛員行為分析、車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理、效益評(píng)價(jià)等提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。目前主流研究方法是：應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，針對(duì)假象的(或存在的)車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，開發(fā)車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)模擬器(計(jì)算機(jī)模擬程序)，通過(guò)模擬器人機(jī)界面將駕駛員置于虛擬出行情境中，采集駕駛員響應(yīng)行為數(shù)據(jù)。顯然，模擬器為駕駛員營(yíng)造的虛擬出行情境是否足夠逼真，將影響所采集的行為數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。?

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，以往研究設(shè)計(jì)的車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)模擬程序，限于當(dāng)時(shí)理論和技術(shù)水平，沒有能夠運(yùn)用交通流模型來(lái)生成虛擬出行情境，駕駛員在虛擬出行中經(jīng)歷的路網(wǎng)交通狀況(車速、擁堵、事故等)一般是預(yù)設(shè)的或者符合一定隨機(jī)變化規(guī)律的。簡(jiǎn)言之，以往的車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法都不是交通流模型驅(qū)動(dòng)的。這樣做的不足主要有：(1)模擬器不能很好地復(fù)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中交通擁擠時(shí)車流停停走走(stop?and?go)、沖擊波(shock?wave)、擁擠傳播(congestion?propagation)等重要的交通流動(dòng)態(tài)非線性特征；(2)模擬的交通狀況很難反映交通流在路網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)演化規(guī)律；(3)駕駛員出行途中所經(jīng)歷的交通狀況不夠逼真、不夠符合實(shí)際；(4)很難保證駕駛員的決策行為與經(jīng)歷的交通狀態(tài)真正融合在一起。?

隨著交通流建模技術(shù)日漸成熟，探索基于交通流模型的車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法，克服以往技術(shù)不足，將是一個(gè)具有前景的方向。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法的不足問題，提出了一種面向行為研究的車載動(dòng)態(tài)交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法，用于獲取駕駛員在提供動(dòng)態(tài)車載信息條件下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)行為數(shù)據(jù)，確保收集的行為數(shù)據(jù)更符合駕駛員實(shí)際行為，為科研人員探索車載信息與駕駛員行為之間的動(dòng)態(tài)復(fù)雜關(guān)系提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為車載動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)等提供科學(xué)依據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種面向行為研究的車載動(dòng)態(tài)交通信息誘導(dǎo)系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：?

1)利用計(jì)算機(jī)作為界面，運(yùn)用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，采用宏觀動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)交通流建模方法，建立高速道路網(wǎng)宏觀動(dòng)態(tài)交通流仿真模型：路網(wǎng)由節(jié)點(diǎn)和有向路段組成，節(jié)點(diǎn)為存在出、入口匝道或道路屬性發(fā)生變化的位置；路段是車道數(shù)和坡度相同的一段高速公路；路段分為若干等長(zhǎng)小段，路段m分為N_m個(gè)長(zhǎng)度為Δ_m的小段，小段車道數(shù)記為λ_m，路段m的第i小段在k時(shí)刻的交通狀態(tài)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(wǎng)宏觀動(dòng)態(tài)交通流仿真模型由路段模型、節(jié)點(diǎn)模型、起點(diǎn)排隊(duì)模型三部分組成，相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式如下：?

A：路段模型：?