[發(fā)明專利]一種高速公路交通流元胞機仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710285324.8
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN106991251B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳雄輝;伍家松
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

1.一種高速公路交通流元胞機仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、初始化車輛規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)和真實路段的參數(shù)數(shù)據(jù)；

步驟二、使用元胞機位置更新規(guī)則和邊界條件規(guī)則進行仿真，以得到每一個路段的真實車輛密度；

步驟三、對步驟二得到的每一個路段的真實車輛密度再次利用步驟二的元胞機位置更新規(guī)則和邊界條件規(guī)則，得到元胞機中每個路段的每一輛車的在每個時刻的位置情況；

步驟四、根據(jù)步驟三得到的元胞機中每個路段的每一輛車的在每個時刻的位置情況，生成能夠表現(xiàn)出車道個數(shù)變化和路段間的數(shù)據(jù)交互的時空分布圖；

步驟二具體如下：

(1)先隨機生成模擬的車輛密度數(shù)據(jù)path_density，依次根據(jù)元胞機位置更新規(guī)則和邊界條件規(guī)則進行仿真；其中，

元胞機位置更新規(guī)則包括：首先，根據(jù)最右車道優(yōu)先的變道規(guī)則對每輛車進行車輛的變道的邏輯判斷，獲得汽車的下一次車道位置；之后，完成變道操作后，根據(jù)隨機慢化規(guī)則、慢啟動規(guī)則和極限巡航駕駛規(guī)則進行車輛的速度更新的邏輯判斷，獲得汽車的下一次的行駛速度，并根據(jù)生成的每一輛車的下一次行駛速度和下一次車道位置來更新車輛的位置；

邊界條件規(guī)則包括：利用獲得的單個路段的車輛的更新后的位置，以不同路段之間作為開口邊界，路段首尾用周期性封閉邊界進行鏈接，來完成更新路段間的交互部分的車輛信息；

(2)每一個不同的模擬的path_density都經(jīng)過仿真得到一個對應(yīng)的車流量計數(shù)數(shù)據(jù)path_flow；由此，得到一組組的(path_flow,path_density)數(shù)據(jù)對；

由生成的每組(path_flow,path_density)數(shù)據(jù)對，進行使用4次多項式進行曲線擬合，得到path_density＝f(path_flow)的擬合函數(shù)；

(3)由擬合函數(shù)path_density＝f(path_flow)，將每一個道路真實車輛計數(shù)作為函數(shù)的輸入，得到該路段的真實車輛密度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路交通流元胞機仿真方法，其特征在于，所述車輛規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)包括車輛長度car_length、最大行駛速度car_{max_velocity}、隨機慢化概率car_slow、慢啟動概率car_{slow_launch}和極大巡航概率car_{high_drive}，真實路段的參數(shù)數(shù)據(jù)包括每個路段的長度path_length、車道個數(shù)path_lanes和真實車流量計數(shù)path_flow；根據(jù)初始化車輛參數(shù)數(shù)據(jù)和真實路段數(shù)據(jù)生成元胞機模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速公路交通流元胞機仿真方法，其特征在于，所述真實車流量計數(shù)是指單位時間經(jīng)過該路段的車輛數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速公路交通流元胞機仿真方法，其特征在于，車輛密度數(shù)據(jù)是指單位面積的車輛個數(shù)。