[發明專利]城市道路交通網絡分析微觀仿真系統

無效

• 申請號: 201210068791.2
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN102682155A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 王曉原;楊新月;吳磊;張敬磊
• 申請（專利權）人: 王曉原
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發明屬于汽車技術領域。?

二、技術背景

交通仿真作為一種分析工具，輔助城市交通系統的規劃、設計和運行管理，能使交通系統的建設和運行管理更加科學有效，緩解交通擁擠，節約出行時間，降低燃料消耗，減少交通事故和污染，從而帶來巨大的經濟效益。微觀交通流仿真模型構建的途徑是目前國際上交通運輸仿真領域研究的前沿課題之一，而一體化的系統仿真環境是當今國際仿真環境發展的主流，是先進的仿真環境。?

三、發明內容

本發明在分析已有模型、算法的基礎上，對微觀交通流仿真的理論基礎作進一步研究，探索計算機仿真實現的途徑，并在此基礎上，開發了城市道路微觀交通流路段仿真系統。?

本發明的目標是以交通流理論的最新研究成果以及我國典型城市狀況的調查與分析為基礎，依據離散系統建模理論、模糊理論和隨機應用理論對交通流運行過程進行嚴密合理地抽象，對傳統的微觀仿真模型進行改進，建立新一代的交通流微觀仿真模型；對不同交通環境下駕駛員變換車道、跟馳等不確定性行為和“心理-物理”反應進行研究，在一體化仿真環境下建立新的微觀仿真算法；探索構建交通仿真一體化環境的途徑，研究對仿真過程中所涉及到的各種資源，如模型、算法、實驗框架以及行為數據進行統一管理、使仿真過程中不同步驟的數據可以相互共享、使用戶可以利用多窗口技術同時進行建模、實驗、結果分析等多種工作的實現方法。?

城市道路微觀交通流路段仿真系統，包括計算機硬件、外圍的傳感器裝置和計算機軟件，其中，計算機軟件通過人機對話方式進行，客戶通過程序對話界面調用數據庫，軟件程序包含道路模塊、人-車單元模塊、仿真模塊、結果模塊。?

其中，仿真模塊又包括人-車單元發車模型、跟馳模型、換車道模型。?

用戶通過計算機交互界面，自主選擇模塊組合以及各種條件。?

道路模塊描述的是城市道路系統中的靜態環境，包括路段單元和交叉口單元兩部分；系統采用面向對象的模型構建技術(Object?Oriented?Modeling?Technology)，在Visual?C++環境下進行了開發，結合對道路環境的認識，按照基本路段的實際?類型構造仿真對象。?

用戶可以通過菜單和對話框方式，自由組合道路各組成部分，形成系統仿真的道路環境。?

路段單元模塊設置了路段起點、路段終點、路段長度、車道數目、路段交通量等特征參數，車道寬度、車道流量百分比；?

交叉口單元模塊設置了交叉口類型、地區類型、長向停車線距離、短向停車線距離等特征參數，以及信號周期、紅燈時長、綠燈時長、黃燈時長、保護燈時長等特征參數、大車比例、中車比例、右轉比例、左轉比例、單位小時公共汽車停車次數、進口流量；還有交叉口進口坡度、進口左側車道寬、進口中間車道寬、進口右側車道寬等特征參數。?

人-車單元模塊描述的是駕駛員和車輛等動態對象的總體特征，它最終與道路環境共同形成仿真的基本框架。人-車單元模塊的仿真對象包括駕駛員類型和車輛類型，駕駛員類型包括性別、年齡、駕駛傾向性參數，車輛類型包括：類型編號、幾何尺寸(包括車輛長度和寬度等特征參數)、加速度參數(包括最大加/減速度等特征參數)、速度參數。?

仿真模塊是城市道路微觀交通流路段仿真系統最核心的部分，系統中針對不同的仿真對象調用不同的仿真模塊。?

仿真模塊主要包括路段仿真模塊、交叉口仿真、路網仿真。?

路段仿真模塊包括人-車單元的發車模型、約束駕駛行為的跟馳和換道模型、換車道模型以及仿真時鐘的推進機制等必須的組成部分。?

結果模塊主要是實現仿真數據的記錄、分析和處理。交通流仿真數據從形式上講，包括二進制數據、文本數據和顯示數據；從內容講，既包括每個仿真單元在各個掃描時刻的特性，即位置、速度、加速度等，又包括仿真交通流的宏觀特性數據。通過以上設計方案，本系統實現了如下效果：?

(1)面向用戶開放的仿真環境?

用戶可以建立符合自己仿真實驗要求的道路環境、駕駛員類型、車輛類型等，隨意選擇仿真模型和算法、時鐘掃描的步長、交叉口類型和信號控制方式，設置安放車輛檢測器、道路區間數據采集器等來收集仿真數據，并在路段上某一特定位置和某一時間范圍內設置事件等，為用戶完成仿真實驗提供足夠的發揮空間。?

(2)可按特定的交通流統計特性進行數字仿真?