[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010042110.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111241168B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳嵐;王維鋒;蔣中陽(yáng);丁閃閃;刁含樓;萬(wàn)劍;王嘉競(jìng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F16/248
• 分類號(hào): G06F16/248;G06F16/29;G06F16/2457;G08G1/01;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 范青青

本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括仿真時(shí)間控制模塊：用于對(duì)實(shí)時(shí)在線仿真過(guò)程中進(jìn)行各類數(shù)據(jù)輸入與輸出時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制；交通生成模塊：用于按照預(yù)定的數(shù)據(jù)輸入與輸出時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在微觀仿真模型中的車輛輸入點(diǎn)生成與路網(wǎng)外部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)相應(yīng)的交通流量，并對(duì)車輛進(jìn)行速度控制；路線決策模塊：用于根據(jù)路網(wǎng)內(nèi)部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)推算交叉口各進(jìn)口道轉(zhuǎn)向比例，修改微觀仿真模型中各路線決策點(diǎn)的相對(duì)交通流量；信號(hào)控制匹配模塊：用于同步交叉口未聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)的信號(hào)控制方案；輸出展示模塊：用于通過(guò)可視化手段呈現(xiàn)上述仿真結(jié)果。本發(fā)明可全天自主運(yùn)行并實(shí)時(shí)輸出評(píng)價(jià)結(jié)果，便捷性、時(shí)效性大大提升，對(duì)路網(wǎng)交通管理、組織優(yōu)化具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真方法及系統(tǒng)，屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

交通仿真技術(shù)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)再現(xiàn)實(shí)際交通系統(tǒng)的特性、分析復(fù)雜條件下的可能行為以尋求交通問(wèn)題最優(yōu)解的一種手段，是支撐交通規(guī)劃和管理的重要途徑。與離線交通仿真相比，實(shí)時(shí)交通仿真優(yōu)勢(shì)在于可再現(xiàn)當(dāng)前路網(wǎng)狀態(tài)和變化趨勢(shì)，有助于路網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)并及時(shí)有效選取管控方案，提升科學(xué)決策能力。

國(guó)內(nèi)關(guān)于實(shí)時(shí)在線交通仿真系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用主要集中在宏觀、中觀層面，而基于微觀仿真模型的實(shí)時(shí)仿真較少，主要原因是微觀仿真模型描述精度高、計(jì)算量大，所需的數(shù)據(jù)采集與運(yùn)算成本均較高。但隨著智慧城市、智慧交通的發(fā)展，交通管理的需求越來(lái)越大，對(duì)交通系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)世界再現(xiàn)的要求越來(lái)高，而宏觀、中觀仿真存在一定的局限性，其采用聚集度高的流體模型來(lái)描述交通流的時(shí)空變化，更多的關(guān)注是車流或車隊(duì)整體的移動(dòng)規(guī)律，缺乏像微觀仿真模型一樣以單個(gè)車輛為基本單元可進(jìn)行車輛行為描述的特性。因此，在實(shí)時(shí)精細(xì)化的智慧交通管理平臺(tái)上，運(yùn)用微觀仿真模型是必然趨勢(shì)。

而如何將外場(chǎng)實(shí)時(shí)交通信息同步有效傳入微觀仿真模型進(jìn)行專業(yè)實(shí)時(shí)仿真分析，仍是難點(diǎn)，尤其是路網(wǎng)級(jí)別的數(shù)據(jù)交互，具體技術(shù)不足表現(xiàn)在：(1)微觀仿真模型在運(yùn)行過(guò)程中不能進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入輸出，手動(dòng)干預(yù)會(huì)造成大量時(shí)間延誤，從而嚴(yán)重影響實(shí)時(shí)性；(2)交通出行生成隨機(jī)，交通流分布隨機(jī)，同步路網(wǎng)輸入輸出以及各路段流量較為困難，導(dǎo)致仿真結(jié)果準(zhǔn)確難以保障；(3)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)可直接與仿真模型進(jìn)行交互，但仍存在斷網(wǎng)或離線信號(hào)機(jī)，無(wú)法實(shí)時(shí)持續(xù)在線同步，對(duì)仿真中交叉口車輛行為同步有較大影響?？傮w而言，尚且缺少成熟而又成體系、同步性較好、與實(shí)際交通環(huán)境相匹配的實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中路網(wǎng)級(jí)交通實(shí)時(shí)仿真外場(chǎng)數(shù)據(jù)與微觀仿真模型交互困難、同步性較差、導(dǎo)致交通仿真輸出結(jié)果無(wú)法與實(shí)際交通環(huán)境相匹配的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)在線微觀交通仿真方法，所述方法包括如下步驟：

采集路網(wǎng)外部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)及路網(wǎng)內(nèi)部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)；

按照預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)輸入與輸出時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在微觀仿真模型中的車輛輸入點(diǎn)生成與路網(wǎng)外部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)相應(yīng)的交通流量，并給予車輛實(shí)際的初始速度；

根據(jù)路網(wǎng)內(nèi)部點(diǎn)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)推算交叉口各進(jìn)口道轉(zhuǎn)向比例，修改所述微觀仿真模型中各路線決策點(diǎn)的相對(duì)交通流量；

定時(shí)抽取仿真結(jié)果、評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，并通過(guò)可視化手段展現(xiàn)。

進(jìn)一步的，所述方法還包括如下步驟：

當(dāng)進(jìn)行中斷仿真控制時(shí)，采用下述迭代算法計(jì)算各交通仿真實(shí)際中斷時(shí)間及下一次交通仿真運(yùn)行速率：