[發明專利]一種基于數字孿生的城市智能交通仿真方法

有效

• 申請號: 202210892234.6
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115100867B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 齊夏釗
• 申請（專利權）人: 武漢微晶石科技股份有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06T17/05
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

本發明公開了一種基于數字孿生的城市智能交通仿真方法，涉及數字孿生技術領域。本發明方法包括：通過根據城市交通物理實體構建對應的數字孿生體三維模型；利用所述數字孿生體三維模型構建車輛密度矩陣、平均速度矩陣、平均時長矩陣；對城市相關區域交通進行分析，預警可能出現交通事故的區域；根據預警結果分析城市交通情況建立疏導路徑；對所建立的疏導路徑進行優化；將所述優化結果應用于城市交通物理實體。從而能夠實現城市智能交通多專業設備的全域立體感知,有利于為城市智能交通的建設提供參考，以及為數字孿生技術在智能城市交通網絡中提供預警交通事故的策略支持。

技術領域

本發明涉及數字孿生領域，具體是一種基于數字孿生的城市智能交通仿真方法。

背景技術

數字孿生是充分利用物理模型、物聯網、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相應的實體系統的過程。

而隨著社會經濟的不斷發展，汽車已成為人們出行不可缺少的交通工具，但隨著汽車的擁有量不斷增加，城市交通擁堵現象日益嚴重，事故頻發。交通事故發生后往往處理時間較長，特別是上下班時段，交通事故的出現給人們的出行帶來了很大的影響。所以若能及時發現并預測事故發生高危路段，從而有效避免事故的發生一直是人們追求的目標。

因此出現了基于公開號為CN 113077625A的中國專利公開了“一種道路交通事故形態預測方法”，根據所述檢測方法可通過語音播報裝置對可能出現交通事故的車輛駕駛人員做出提醒，但實際操作起來所收集數據過多，且檢測準確性不理想。

發明內容

為了解決上述問題存在的不足，本發明旨在通過數字孿生技術與城市智能交通相結合，實現對城市道路事故發生的預警以及對可能發生事故路段的及時處理。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于數字孿生的城市智能交通仿真方法，具體包括如下步驟：

步驟1，構建城市交通物理實體對應的數字孿生體三維模型；

步驟2，利用數字孿生體三維模型構建車輛密度矩陣、平均速度矩陣、平均時長矩陣；

步驟3，將路網的車輛密度矩陣、平均速度矩陣、平均時長矩陣輸入事故預測模型得到事故預警；

步驟4，根據城市交通事故預警情況建立疏導路徑；

步驟5，對所建立的疏導路徑進行優化，得到優化路徑結果；

步驟6，將得到的優化路徑結果應用于數字孿生體三維模型模擬疏導結果，驗證無誤后應用于城市交通物理實體。

進一步的，步驟1對城市交通物理實體的實際運行過程運用數字孿生體三維模型進行實時仿真模擬，數字孿生體三維模型中城市路網模型通過現有地圖進行建模。

進一步的，步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1：在步驟1生成的數字孿生體三維模型中，根據交通路段按照關聯交通信號進行逐段分解；

步驟2.2：根據數字孿生體三維模型中各路段的車輛某兩個時間點的位置信息及車輛總數即可求得某一時間段內所述路段的車輛密度，平均通過時長以及平均速度；其中車輛位置信息根據路段起始攝像頭獲取；

步驟2.3：通過根據步驟2.2的方法計算城市交通路網中所有路段內的車輛密度，平均通過時長以及平均速度，并根據數字孿生體三維模型中各路段的時空關系構建三個鄰接矩陣，包括車輛密度矩陣、平均速度矩陣和平均時長矩陣；其中車輛密度矩陣中的某一元素表示某一路段車輛的密度；平均速度矩陣中的某一元素表示某一路段車輛的平均速度；平均時長矩陣中的某一元素表示某一路段車輛的平均通過時長。