[發(fā)明專利]基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011203234.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112330135A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳順;蔡?hào)|健;范占永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州工業(yè)園區(qū)測(cè)繪地理信息有限公司;南京格網(wǎng)智慧城市科技有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/26;G06Q10/04;G08G1/01;G06N3/00
• 代理公司: 無(wú)錫市匯誠(chéng)永信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32260
• 代理人: 王春麗

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法，包括加速、減速判斷、運(yùn)動(dòng)和擁堵長(zhǎng)度計(jì)算，增加標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)的折算、隨機(jī)車造成擁堵、對(duì)慢化概率的改進(jìn)和優(yōu)化，得出了本發(fā)明的改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法。與傳統(tǒng)的元胞自動(dòng)機(jī)模型相比，改進(jìn)后的模型能更加精確地、穩(wěn)定地反映交通事故造成的道路擁堵情況，為交通管理部門處理交通事故提供支撐和幫助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市交通擁堵領(lǐng)域，尤其涉及基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法。

背景技術(shù)

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的車輛保有量持續(xù)增長(zhǎng)，交通事故發(fā)生率也越來(lái)越高，交通事故造成的交通擁堵也越來(lái)越影響人們的日常生活。如何高效、準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)交通事故發(fā)生之后的擁堵情況，為交通管理部門提供決策支持越來(lái)越重要。國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者分別建立了不同的交通流模型研究交通擁堵的形成與傳播，如排隊(duì)模型、跟馳模型、到離曲線模型、累計(jì)到離曲線模型等。這些模型主要是從理論的角度描述交通流運(yùn)行時(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通常是對(duì)研究的環(huán)境進(jìn)行假設(shè)和簡(jiǎn)化，當(dāng)面對(duì)復(fù)雜的交通環(huán)境，分析結(jié)果與實(shí)際值往往存在較大的偏差，無(wú)法得到有效的解析解，因此適用性不強(qiáng)。

因此，選擇了元胞自動(dòng)機(jī)(Cellular Automata，CA)模型來(lái)進(jìn)行模擬和演化，現(xiàn)有的元胞自動(dòng)機(jī)模型可以通過(guò)模擬車輛的運(yùn)動(dòng)特性預(yù)測(cè)出交通事故發(fā)生后道路的擁堵情況，但是預(yù)測(cè)精度較差，例如元胞自動(dòng)機(jī)模型中的減速概率是定值，沒(méi)有將司機(jī)的駕駛行為和周圍的道路環(huán)境考慮在內(nèi)，不能真實(shí)反映車輛的減速情況，而且在實(shí)際車流量分析過(guò)程中，交通警察只能提供道路口的車流量信息，而交通事故發(fā)生之后，車輛在道路旁的商場(chǎng)或小區(qū)等地方來(lái)回進(jìn)進(jìn)出出，對(duì)交通擁堵情況影響較為嚴(yán)重。

因此本發(fā)明專利發(fā)明人，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，旨在發(fā)明一種基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于改進(jìn)元胞自動(dòng)機(jī)模型的城市交通擁堵空間演化方法，包括車輛演化規(guī)則，

在時(shí)間t→t+Δt的過(guò)程中的演化規(guī)則：

第一，加速：

v_N(t+Δt)＝min(v_N(t)+v₀,v_max) (8)

N是經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)車當(dāng)量數(shù)折算后新的車輛數(shù)目，v_N(t)為第N輛車的t時(shí)刻速度，v_max對(duì)應(yīng)于現(xiàn)實(shí)中駕駛員期望的最大速度；

第二，根據(jù)公式(7)計(jì)算車輛減速的概率P_N(t)，經(jīng)過(guò)判斷是否進(jìn)行減速行駛：

P_N(t)為改進(jìn)后的慢化概率，P₀是初始概率，x_N(t)為第N輛車t時(shí)刻的位置，

在發(fā)生交通事故后，由于各種不確定因素概率P_N(t)造成車輛減速，公式(9)表示當(dāng)P_N(t)P₀時(shí)，車輛會(huì)減速，當(dāng)P_N(t)≤P₀時(shí)，車輛按照調(diào)整后的速度向前行駛；

第三，運(yùn)動(dòng)：

x_N(t+1)＝x_N(t)+v_N(t)Δt (10)