專利名稱：一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
交通流研究已經(jīng)成為世界各國尤其是廣大發(fā)展國家頗具社會價值和經(jīng)濟價值的研究領(lǐng)域，由于實測交通的困難性和復(fù)雜性使得交通的實證研究進展緩慢，而計算機模擬仿真技術(shù)為該領(lǐng)域的研究打開了便捷之門。計算機模擬仿真通常將車輛交通作為一個有特定限制規(guī)則的多粒子系統(tǒng)來研究交通流的特性。在交通流的模擬仿真中，車輛跟馳換道的研究是一個重要的方向。所謂跟馳換道是指車道上的車輛初始運行狀態(tài)為跟馳，即后車根據(jù)前車來調(diào)整速度并跟隨前車向前行駛，并在滿足某種換道規(guī)則的情況下，車道上的車可以從一個車道轉(zhuǎn)向另一個車道行駛。通過對車輛跟馳換道的準確模擬仿真，可以得到相應(yīng)的道路交通參量，為城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估，提供有效的輔助決策依據(jù)。但是現(xiàn)有模擬仿真中的跟馳換道方法所基于的仿真模型將車輛換道作為一個瞬間完成的動作，也就是，車輛一旦滿足某種換道規(guī)則立刻從原來車道進入目標車道，對跟馳車輛的影響也從原來車道轉(zhuǎn)向目標車道。而實際的換道行為則是一個持續(xù)一定時間的過程，并且在換道過程中，占據(jù)兩車道之間的車輛同時會對兩個車道上的跟馳車輛產(chǎn)生影響。因此，現(xiàn)有技術(shù)模擬仿真中的車輛跟馳換道不符合實際的交通行為，不能有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法及系統(tǒng)，技術(shù)方案如下—種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法，其中，各仿真車輛在仿真車道上處于跟馳狀態(tài)，所述方法包括采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；
其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道系統(tǒng)，包括初始化模塊，用于在仿真車道上設(shè)置處于跟馳狀態(tài)的各仿真車輛；數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；目標車輛確定模塊，用于將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；換道角度確定模塊，用于利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；換道執(zhí)行模塊，用于當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，將交通參量滿足換道規(guī)則且確定換道的仿真車輛作為目標車輛，當(dāng)目標車輛以所計算的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度行駛時，將目標車輛虛擬化為原始車道和目標車道上對應(yīng)的虛擬車，且在換道側(cè)向累積位移量達到一定寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，刪除原始車道的對應(yīng)的虛擬車，實現(xiàn)目標車輛的跟馳換道?？梢?，本方案中，將換道過程作為一個持續(xù)一定時間的過程，且考慮了目標車輛對原始車道和目標車道上的仿真車輛的影響，因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，更加符合實際的交通行為，可有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例所提供的一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例所提供的一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法中的換道示意圖；圖3本發(fā)明實施例所提供的一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法中的又一換道示意圖；圖4為本發(fā)明實施例所提供的一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)有模擬仿真中的跟馳換道方法所基于的仿真模型將車輛換道作為一個瞬間完成的動作，也就是，車輛一旦滿足某種換道規(guī)則立刻從原來車道換道進入目標車道，對跟馳車輛的影響也從原來車道轉(zhuǎn)向目標車道。但是實際的換道行為則是一個持續(xù)一定時間的過程，并且在換道過程中，占據(jù)兩車道之間的車輛同時會對兩個車道上的跟馳車輛產(chǎn)生影響。所以，現(xiàn)有技術(shù)中的車輛跟馳換道不符合實際的交通行為，不能有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。為了解決上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法及系統(tǒng)。下面首先對本發(fā)明實施例所提供的一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法進行介紹。一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法，各仿真車輛在仿真車道上處于跟馳狀態(tài)，所述方法包括采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案，將交通參量滿足換道規(guī)則且確定換道的仿真車輛作為目標車輛，以所計算的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度行駛，并將目標車輛虛擬化為原始車道和目標車道上對應(yīng)的虛擬車，且在換道側(cè)向累積位移量達到一定寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為目標車輛，刪除原始車道的虛擬車，實現(xiàn)目標車輛的跟馳換道?？梢姡痉桨钢?，將換道過程作為一個持續(xù)一定時間的過程，且考慮了換道車輛對原始車道和目標車道上的仿真車輛的影響，因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，更加符合實際的交通行為，可有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面以仿真車道為雙車道，對本發(fā)明所提供的方案進行介紹?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明所提供的方案可以適用于具有其他可進行換道的車道的應(yīng)用場景。一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法，如圖1、圖2、圖3所示，可以包括S101，采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；所述的各個交通參量可以包括每個仿真車輛的同道車距、跟馳車速差、當(dāng)前車速、加速度、位移等，根據(jù)所采集的每個仿真車輛的當(dāng)前交通參量值進行后續(xù)的跟馳換道判斷依據(jù)?？梢岳斫獾氖牵梢圆捎枚〞r或?qū)崟r的方式采集各仿真車輛對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值。在實際仿真過程中，通常采用定時方式采集該時間步對應(yīng)的各交通參量值。本方案中，仿真車道為雙車道。仿真車流加載方式為固定數(shù)量的隨機加載方式，即在仿真開始時將固定數(shù)量的N輛仿真車隨機分布于長為Length的雙車道路段上，兩個車道上數(shù)量相等，且各個仿真車輛處于跟馳狀態(tài)。同時，所述仿真過程采用周期性邊界，即從路段出口駛出的車流作為路段入口駛?cè)氲能嚵?，仿真過程中車輛數(shù)量N保持不變，車流密度可以N/Length表示。需要說明的是，在建立上述跟馳模型時，可以基于多Agent技術(shù)和車輛加速度方程。所述跟馳模型設(shè)定車道限速、駕駛員反應(yīng)時間、車輛長度等。其中,Mult1-Agent系統(tǒng)(MAS)是多個Agent組成的集合,其多個Agent成員之間相互協(xié)調(diào)，相互服務(wù)，共同完成一個任務(wù)。它的目標是將大而復(fù)雜的系統(tǒng)建設(shè)成小的、彼此互相通信和協(xié)調(diào)的，易于管理的系統(tǒng)。在車輛跟馳模型中，單個車輛可以看作一個agent，但是agent在道路上行駛時要受到周圍車輛的影響，其根據(jù)前車的速度、間距等信息來自動調(diào)整自身速度，所有的agent同時運行,構(gòu)成一個mult1-agent系統(tǒng)。也就是,每個仿真車 輛都是一個agent，其具有特定的多個屬性，該多個屬性為多個交通參量。其中，單車道跟馳采用的加速方程可以采用經(jīng)典的最優(yōu)速度模型(OptimalVelocity model)dvn(t)/dt = κ [V(Axn(t))-vn(t)] + A Δ vn (I)V ( Δ xn) = V^Vatanh [C1 ( Δ xn-lc) -C2](2)方程(I)用于確定跟馳過程中車輛的加速度，方程(2)為是駕駛員在行駛時的期望速度。期望速度與車間距Λ X。、車身長度I。有關(guān)，VI，V2可以限定車速，駕駛員進行速度調(diào)整需要反應(yīng)時間為I/κ，根據(jù)上述加速度程可確定車輛位置隨時間的變化?？梢岳斫獾氖?，上述方程是關(guān)于時間的微分方程，解上述方程可以確定每個時間步車輛加速度，即可確定車輛加速度隨時間的變化。在車輛每個時間的加速度、速度確定后，即可根據(jù)牛頓運動方程計算出此時間步內(nèi)車輛運動的位移，再根據(jù)車輛對應(yīng)的原始位置，即可得到車輛當(dāng)前位置，最終可以確定出車輛位置隨時間的變化。S102，將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；其中，預(yù)設(shè)的換道規(guī)則可以為dn,2 > dna, dn,2 > dmin, Δ vn,2 >= Δ Vml 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P1 換道；dn,2 > dna, dn,2 > dmin，Δ vn,2 < Λ vna 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P2 換道；dn,2 <= dna, dn,2 > dmin, Δ vn,2 >= Δ Vml 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P3 換道；P1 > p2 > P3 ；其中，Clna為同道車距、dn,2為換道車距、dk,2為換道后車距、Ssafe為安全間距、.Vna為跟馳車速差、Δνη>2為換道車速差、Vmax為車道車速限制、dmin為最小換道距離、P為換道期望頻率。需要說明的是，即使所采集的車輛各交通參量構(gòu)成的交通環(huán)境滿足換道條件，但是駕駛員可以自愿選擇是否換道。其中，P是一個O到I之間的實數(shù)，P越大表示駕駛員換道渴望越強，例如p = I表示一旦交通環(huán)境滿足換道，駕駛員馬上換道；P = O表示即使交通環(huán)境滿足換道，駕駛員絕不換道；p為其他值時，表示駕駛員有P的概率選擇換道?？梢岳斫獾氖牵琍1、P2、P3不同，是由于滿足車輛換道的交通環(huán)境有三種不同的可能，交通環(huán)境越好，駕駛員越渴望換道。通過設(shè)定駕駛員的換道期望頻率，使得交通仿真過程更加符合實際的交通運行。因此，當(dāng)仿真車輛交通參量滿足換道條件，且確定進行換道時，該仿真車輛才進行后續(xù)的換道過程。而當(dāng)仿真車輛不滿足換道條件時，則繼續(xù)進行跟馳行駛。S103，利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；由于每輛車在換道時的角度均不相同，因此，以駕駛員對目標車道上前車的視角作為換道基本角度Θ。，但是考慮到實際車輛前輪轉(zhuǎn)向角最大值為30 40° ,以及駕駛的舒適性和穩(wěn)定性，結(jié)合實際觀測，一般換道角度不能超過20°，換道角度計算方法為Θ c = int [180arctan (w/dc) / π ]·Θ =min(0c,2O)其中，Θ為換道角度、w為原始車道中心線與目標車道中心線之間寬度、d。為目標車輛與目標車道前車的距離。S104，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；其中，目標車輛當(dāng)前所在的車道為原始車道，進行換道后所在的車道為目標車道。由于實際換道過程中，目標車輛對同車道和換道車道的車輛都存在影響，為了更加符合實際，當(dāng)一輛車以角度Θ以及當(dāng)前跟馳速度開始換道時，將目標車輛簡化為兩輛位置相同的虛擬車，兩車虛擬車分別在原車道和目標車道上以相同的加速度、速度進行跟馳直至換道過程結(jié)束。S105，當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為相應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道。由于換道過程為一個持續(xù)一定時間的過程，所以當(dāng)目標車輛在一定時間內(nèi)的側(cè)向位移量達到一定值時，才可以完成換道過程。其中，換道側(cè)向累積位移量的計算方式為
mWt = [Δχ.;其中，Δ Si = V (t) · sin θ · Δ t ;
i=l其中，Wt為換道側(cè)向累計量、Δ Si為換道側(cè)向位移量、v(t)為目標車輛的跟馳速度、Θ為目標車輛的換道角度。本發(fā)明實施例所提供方案，將仿真車輛的換道過程作為一個持續(xù)一定時間的過程，且考慮了目標車輛對原始車道和目標車道上的仿真車輛的影響，因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，更加符合實際的交通行為，可有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。通過以上的方法實施例的描述，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。
相應(yīng)于上面的方法實施例，本發(fā)明實施例還提供一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道系統(tǒng)，如圖4所示，可以包括初始化模塊110，用于在仿真車道上設(shè)置處于跟馳狀態(tài)的各仿真車輛；數(shù)據(jù)采集模塊120，用于采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參
量值；目標車輛確定模塊130，用于將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；換道角度確定模塊140，用于利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；
換道執(zhí)行模塊150，用于當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。通過利用本發(fā)明實施例所提供的系統(tǒng)，當(dāng)目標車輛以特定角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將目標車輛虛擬化為原始車道和目標車道上對應(yīng)的虛擬車，且在換道側(cè)向累積位移量達到一定寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為目標車輛，刪除原始車道的虛擬車，實現(xiàn)目標車輛的跟馳換道。因此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，更加符合實際的交通行為，可有效指導(dǎo)城市道路的規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。其中，所述目標車輛確定模塊所利用的換道規(guī)則具體為dn,2 > dna, dn,2 > dmin, Δ vn,2 >= Δ Vml 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P1 換道；dn,2 > dna, dn,2 > dmin，Δ vn,2 < Λ vna 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P2 換道；dn,2 <= dna, dn,2 > dmin, Δ vn,2 >= Δ Vml 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P3 換道；P1 > p2 > P3 ；其中，Clna為同道車距、dn,2為換道車距、dk,2為換道后車距、Ssafe為安全間距、.Vna為跟馳車速差、Δνη>2為換道車速差、Vmax為車道車速限制、dmin為最小換道距離、P為換道期望頻率。其中，所述換道角度確定模塊所利用的換道角度計算公式具體為Θ = min {int [180arctan (w/dc) / π ], 20}；其中，Θ為換道角度、w為原始車道中心線與目標車道中心線之間寬度、d。為目標車輛與目標車道前車的距離。其中，所述換道執(zhí)行模塊中所利用的換道側(cè)向累計位移量的計算方式為
m= Z Αχ.;其中，Δ Si = V (t) · sin θ · Δ t ;
i=l其中，Wt為換道側(cè)向累計量、Δ Si為換道側(cè)向位移量、v(t)為目標車輛的跟馳速度、Θ為目標車輛的換道角度。其中，所述初始化模塊具體用于
在仿真車道上隨機分布處于跟馳狀態(tài)的仿真車輛，且各車道上的仿真車輛數(shù)量相
坐寸O以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法，其特征在于，各仿真車輛在仿真車道上處于跟馳狀態(tài)，所述方法包括采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛； 利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述換道規(guī)則為dn,2〉dn 1 dn，2〉dmin，Δνη，2〉— Avml 且dk，2〉^safe時，以概率Pl換道； dn，2〉dn 1 dn，2〉dmin，Δ vn 2〈 Avna 且dk,2〉Ssafe時，以概率P2換道； dn,2 <= dna, dn,2 > dmin, Δ Vnj2 >= λ Vna 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P3 換道；Pi > P2 > P3 ；其中，Clml為同道車距、dn,2為換道車距、dk,2為換道后車距、ssafe為安全間距、.Vna為跟馳車速差、Δνη>2為換道車速差、Vmax為車道車速限制、dmin為最小換道距離、P為換道期望頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述換道角度計算公式具體為Θ = min {int [180arctan (w/dc) / π ], 20}；其中，Θ為換道角度、w為原始車道中心線與目標車道中心線之間寬度、d。為目標車輛與目標車道前車的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，換道側(cè)向累積位移量的計算方式為mwI = Σi ;其中，Asi = V⑴· sin Θ · At ;i=l其中，Wt為換道側(cè)向累計量、Δ Si為換道側(cè)向位移量、V (t)為目標車輛的跟馳速度、Θ 為目標車輛的換道角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述仿真車道上隨機分布處于跟馳狀態(tài)的仿真車輛，且各車道上的仿真車輛數(shù)量相等。
6.一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道系統(tǒng)，其特征在于，包括初始化模塊，用于在仿真車道上設(shè)置處于跟馳狀態(tài)的各仿真車輛；數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值； 目標車輛確定模塊，用于將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；換道角度確定模塊，用于利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；換道執(zhí)行模塊，用于當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將所述目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；所述虛擬車按照所對應(yīng)目標車輛當(dāng)前跟馳速度的平行車道方向速度分量進行行駛；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上的虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道；其中，所述交通參量根據(jù)換道規(guī)則所需的參量確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述目標車輛確定模塊所利用的換道規(guī)則具體為dn，2〉dn 1 dn，2〉dmin，Δνη，2〉— Avml 且dk，2〉^safe時，以概率Pl換道； dn，2〉dn 1 dn，2〉dmin，Δ vn 2〈 Avna 且dk,2〉Ssafe時，以概率P2換道； dn,2 <= dna, dn,2 > dmin, Δ Vnj2 >= λ Vna 且 dk,2 > Ssafe 時，以概率 P3 換道；Pi > P2 > P3 ；其中，Clml為同道車距、dn,2為換道車距、dk,2為換道后車距、ssafe為安全間距、.Vna為跟馳車速差、Δνη>2為換道車速差、Vmax為車道車速限制、dmin為最小換道距離、P為換道期望頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換道角度確定模塊所利用的換道角度計算公式具體為Θ = min {int [180arctan (w/dc) / π ], 20}；其中，Θ為換道角度、w為原始車道中心線與目標車道中心線之間寬度、d。為目標車輛與目標車道前車的距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換道執(zhí)行模塊中所利用的換道側(cè)向累積位移量的計算方式為
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初始化模塊具體用于在仿真車道上隨機分布處于跟馳狀態(tài)的仿真車輛，且各車道上的仿真車輛數(shù)量相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微觀交通仿真中車輛跟馳換道方法及系統(tǒng)。該方法包括采集仿真車道上各仿真車輛所對應(yīng)的當(dāng)前各交通參量值；將當(dāng)前各交通參量值滿足預(yù)設(shè)換道規(guī)則且確定實施換道的仿真車輛作為目標車輛；利用換道角度計算公式，計算所述目標車輛所對應(yīng)的換道角度；當(dāng)目標車輛以對應(yīng)的換道角度以及當(dāng)前跟馳速度進行換道時，將目標車輛虛擬化為原始車道上和目標車道上的虛擬車；當(dāng)垂直車道方向的換道側(cè)向累積位移量達到原始車道中心線和目標車道中心線之間的寬度時，將目標車道上的虛擬車更換為對應(yīng)的目標車輛，原始車道上虛擬車刪除，以完成目標車輛的跟馳換道。利用本方案，將更符合實際交通行為，可有效指導(dǎo)城市道路規(guī)劃設(shè)計和通行能力評估。
文檔編號G08G1/00GK102999646SQ201110270830
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者宋衛(wèi)國, 呂偉, 房志明 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)