[發明專利]基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法

在審

• 申請號: 201810581391.9
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108804812A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 楊達;周小霞;熊明強
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 彭立瓊;李欽

1.一種基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、建立路段施工區交通流模型；

步驟二、對路段施工區進行數據采集；

步驟三、搭建仿真平臺對真實施工區交通流進行仿真；

步驟四、利用步驟二采集的數據對路段施工區交通流模型參數進行標定；

步驟五、利用步驟二采集的數據和仿真結果對路段施工區交通流模型進行驗證。

2.根據權利要求1所述的基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法，其特征在于：步驟一所述路段施工區交通流模型為：

頭車所受合力為：

跟馳車輛所受合力：

其中：

(1)前向自驅動力按如下公式計算得到：

式中：a_max為保證車輛安全通過道路施工區路段的最大加速度；v_j(t)為頭車j的期望速度和實際速度；為頭車j的期望運動方向、τ_j為頭車j的適應時間；

(2)跟馳力按如下公式計算得到：

其中，a_max為保證車輛安全通過道路施工區路段的最大加速度；d_s為行駛過程中前后車的安全距離；d_ij代表車輛之間的實際距離；為車輛i指向車輛j的標準矢量；v_s為車輛安全跟馳速度；

(3)邊側車之間排斥力按如下公式計算得到：

其中，為車輛i與車輛j之間排斥力的作用強度；d_c為車輛與邊界之間的作用范圍；△d為車輛一側的安全側邊距；d_im代表車輛之間的實際距離；為車輛i指向車輛m的標準矢量；

(4)間隙力按如下公式計算得到：

其中，A^G為可插間隙吸引力的作用強度；d_f為車輛的車身寬度；△d為車輛一側的安全側邊距；d_G代表前方兩車之間形成的可插間隙寬度；為車輛i指向間隙g的標準矢量；

(5)車與邊界之間的作用力按如下公式計算得到：

其中，代表車輛與邊界之間排斥力的作用強度；d_s為車輛與邊界之間的作用范圍；d_iW代表車輛與邊界之間的實際距離；為與邊界垂直且指向目標車輛的標準矢量。

3.根據權利要求2所述的基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法，其特征在于：車輛安全跟馳速度v_s如下列公式計算得到：

其中，b_i是后方車輛i的最大減速度；b_j是前方車輛j的最大減速度；δ_i是后方車輛i的最快反應時間。

4.根據權利要求1所述的基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法，其特征在于：步驟三所述的仿真流程包括：

(1)定義全局變量并對存儲數據的矩陣進行初始化；

(2)繪制路段施工區的背景平面圖，作為系統運行的初始界面；

(3)仿真系統開始運行，仿真過程以仿真步長為單位向前推進；

(4)統計仿真時間并判斷仿真是否完成：若否，則對車輛數量、位置、速度等信息進行更新，然后在矩陣中剔除出界車輛的信息，并在下一仿真開始前對仿真時間進行統計；若是，則仿真結束，輸出仿真結果并存儲。

5.根據權利要求4所述的基于社會力的路段施工區異質交通流模型建立方法，其特征在于：對車輛數量、位置、速度等信息進行更新的方法為：首先執行車輛產生模塊，判斷是否需要在路段施工區停車線前產生新車：若需要產生新車，則依次執行車型產生模塊、車速產生模塊，并將產生的新車添加到存儲數據的矩陣中，之后調用車輛運動的函數；若不需要產生新車，則直接跳轉到車輛運動函數；在車輛向前運動的過程中獲取車輛周圍的環境信息，然后調用路段施工區交通流模型，計算出目標車輛所受到的社會力。