[發明專利]交互式道路交叉口優化設計系統

在審

• 申請號: 202011216566.X
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112464415A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 張存保;沈繼超;曾榮;陳峰
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F30/20;G06F3/01
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;馮超

1.一種交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，包括：相互連接的硬件設備和系統模塊；

所述硬件設備，包括：道路移動測量系統(5)和VR頭顯(7)；

所述道路移動測量系統(5)，用于采集交叉口的實景數據，生成三維建模數據庫；

所述系統模塊，用于根據三維建模數據庫，針對交叉口進行三維建模，得到交叉口設計模型；

所述VR頭顯(7)，用于在虛擬環境中對交叉口設計模型仿真顯示，并針對三維建模數據庫和交叉口設計模型與用戶進行數據交互。

2.根據權利要求1所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，所述交叉口設計模型，包括：交叉口場景模型和交叉口交通模型；

所述系統模塊，包括：

交叉口現狀場景生成模塊(1)，用于根據三維建模數據庫，對交叉口場景進行三維建模，得到交叉口場景模型；所述交叉口場景模型，包括：目標交叉口模型、環境設施模型、車輛模型和行人模型；

交叉口優化設計模塊(2)，用于根據三維建模數據庫，對交叉口交通進行三維建模，得到交叉口交通模型；所述交叉口交通模型，包括：道路模型、交通標線模型和交通安全管理設施模型；

所述交叉口優化設計模塊(2)與交叉口現狀場景生成模塊(1)相連。

3.根據權利要求2所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，所述交叉口現狀場景生成模塊(1)，包括：

目標交叉口再現單元(11)，用于在虛擬環境中再現或新建目標交叉口模型；

環境設施輸入單元(12)，用于為對應目標交叉口模型匹配環境設施模型；

車輛行人輸入單元(13)，用于為對應目標交叉口模型匹配車輛模型和行人模型；

所述目標交叉口再現單元(11)、環境設施輸入單元(12)和車輛行人輸入單元(13)相互連接。

4.根據權利要求3所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，所述車輛模型，包括：車輛跟馳模型、車輛換道模型和車輛產生模型；

所述車輛跟馳模型為Herm模型，表達式為：

公式(1)中，α為加速度，v為車速，下標“前”、“后”表示前車和后車,α、β、γ分別表示加速跟車及減速跟車時的參數，g為車輛前方凈空。

5.根據權利要求4所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，所述車輛換道模型表達式為：

公式(2)中，θ為車輛M換道與車道水平線所成的夾角；W為車寬；v_F(0)、a_F分別為本車道前方車輛F車的初速度和加速度；v_M(0)、a_M為M車的初速度和加速度；

公式(3)中，x(t)，v_x(t)分別為車輛縱向的位移和速度；y(t)、v_y(t)分別為車輛橫向的位移和速度。

6.根據權利要求4所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，

所述車輛產生模型為：

公式(2)中，t_n、t_n+1分別表示第n、n+1輛車進入路網的時刻，λ為單位時間內車輛出發的平均數，單位為：輛/秒，r為在區間(0，1)間均分布的平均數，τ為車輛最小安全距離除以車速得到的最小車頭時距，單位為：秒。

7.根據權利要求2所述的交互式道路交叉口優化設計系統，其特征在于，所述交叉口優化設計模塊(2)，包括：

道路平面設計輸入單元(21)，用于為對應目標交叉口模型匹配道路模型和交通標線模型；

交通安全管理設施輸入單元(22)，用于為對應目標交叉口模型匹配交通安全管理設施模型；

交通信號控制輸入單元(23)，用于根據交叉口場景模型和交叉口交通模型，對交通管理設施模型執行信號配時；所述信號配時，為對信號控制交叉口的交通信號控制方案進行優化。