[發明專利]一種基于matlab的sumo城市交通仿真及車流量控制方法

有效

• 申請號: 202110665607.1
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113409573B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 劉傳彪;林如雅;呂非凡;李亦菲;鄭旭煒;徐哲鑫
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/065;G06F30/20
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種基于matlab的sumo城市交通仿真及車流量控制方法，其特征在于：其包括以下步驟：

S1.實地考察獲取道路及主要路口車量信息，并進行完善和補充形成記錄起始時間相同且每隔指定時間均有一次記錄的考察數據，同時計算出各個路口轉彎率以及每隔指定時間各個道路通過的車輛數，將每一個路口制成一個excel文件；S1具體包括以下步驟：

S1-1.實地考察主要的路口，記錄車道數，紅綠燈變化規律，并記錄每隔指定時間內各個道路在一個周期內駛出的車量數；

S1-2.對實地考查路口的車量數進行整理補充和完善使每隔指定時間間隔都有一次記錄；對于之前沒有計入的時間節點，令前后時間節點的平均值計入，同時計算出各個道路的轉彎率及車量總量并將各個路口分別制成一個excel文件；

S2.從OpenStreetMap中導出目標市區城市道路的osm文件，然后將osm文件轉化為網絡文件，并基于考察數據使用sumo自帶的netedit對網絡文件進行修改；

S3.通過matlab讀取實地考察數據的每一個excel文件，生成用于測試網絡是否已經達到要求所需的車輛文件和各個時間間隔主要路口的轉彎率文件，同時配置轉彎率文件中非主要路口轉彎率以及終點路段，路口的轉彎率文件包括主要路口轉彎率和非主要路口的轉彎率以及終點路段；sumo網絡建模所需的轉彎率文件中要求設置各個路口轉彎率以及終點路段，根據考察數據以一定的時間間隔設置一次轉彎率；設置轉彎率文件的步驟包括以下：

S3-1.通過matlab代碼讀取每一個實地考察路口數據的excel文件；

S3-2.判斷數據是否為時間節點；是則，讀取該時間節點下所有進入路口道路的id屬性，同時讀取每個進入路口道路所對應的左轉直行右轉的各個駛出路口道路的id屬性以及對應的概率，將對應的時間節點，進入路口道路id屬性，駛出路口道路id屬性以及對應的轉彎率按照轉彎率文件格式寫入該路口轉彎率文件，則繼續尋找下一個時間節點；否則，繼續尋找時間節點；

S3-3.將各個路口轉彎率文件按照時間順序整理到一個轉彎率文件中；

S3-4.對于非主要路口，根據實際考察路口情況將所有從主要道路進入非主要道路的轉彎率設置在區間[0,1]之間的值，并添加到所有的時間節點內；

S3-5.設置終點路段，將各個從導出目標市區進入導出目標市區以外的其他區域的道路以及由非主要道路進入主要道路的路段設置為終點路段，即完成對轉彎率文件的配置；

S4. sumo基于車輛文件以及轉彎率文件生成路由所需要的路由文件，matlab讀取路由文件找到未在終點路段消失的車輛，并修改網絡文件中節點從而減少未在終點路段消失的車輛數；

S5.通過matlab讀取實地考察數據的每一個excel文件，生成城市道路網絡各個道路各個時間點所需的車輛文件；使用matlab先讀取由導出目標市區以外的其他區域進入導出目標市區的各個道路車量數，然后再調節各個道路的車量數以及主要道路進入非主要道路的轉彎率；S5的步驟包括以下：

S5-1.讀取由導出目標市區以外的區域進入導出目標市區的各個道路id屬性以及該道路id屬性對應的第一個時間節點的車輛數，將寫入車輛文件的車輛數設置為實地考察車輛數除以一個周期紅綠燈時長然后乘以實地考察的時間間隔，以秒為單位；車輛發車的起始時間設置為實地考察時間所對應的各個時間段起始時間，結束時間設置為時間節點加上實地考察時間間隔，發車道路寫為車道的id屬性，同時將車輛命名為flow加上路口名稱的中文拼音再加上-和數字以表示和其他車輛之間的區別；

S5-2.在終端使用jtrrouter --flows=*.flows.xml --turns=*.turns.xml --net=*.net.xml --output-file=*.rou.xml --continue-on-unbuild命令，輸入網絡文件、轉彎率文件以及車輛文件生成路由所需要的路由文件；

S5-3.配置網絡運行配置文件cfg，通過在sumo-gui中運行配置文件cfg，輸出得到以實地考察時間間隔為時間單位的附加文件；

S5-4.matlab讀取輸出的附加文件以及讀取實際網絡路口車輛數，對比實際網絡車量數除一個周期乘實地考察的時間間隔的數據，判斷在該時間段內離開道路的車輛數是否符合要求；是則，修改非導出目標市區以外的其他區域進入導出目標市區的主要道路車輛數；否則，修改車量數然后重新生成路由文件并路由得到新的輸出的附加文件，再重新對比車輛數是否符合要求，直到各個道路車量數直至達到道路最大發車量為止；

S5-5.matlab對比非導出地圖區域以外的其他區域進入導出地圖區域的主要道路車輛數是否已經達到要求；當達到要求時，則進入下一個時間段；當未達到要求時，則根據實際情況增加車量或修改影響該道路的非主要路口的轉彎率；

S6.結合轉彎率文件和車輛文件，生成路由文件，根據需求對配置文件中的輸出進行添加，運行sumo軟件，即完成仿真。