[发明专利]车联网环境下的交通流元胞自动机建模方法

权利要求书

1.一种车联网环境下的交通流元胞自动机建模方法，对道路条件作出如下界定：车辆由驾驶员控制；每个车辆元胞可以与前方进行通信，获取前车准确行驶信息，并将自身交通信息与后车进行通信；驾驶员根据获取的准确交通环境信息做出正确的判断和决策，其特征在于，方法如下：

(1)单车道元胞自动机建模规则

步骤一：加速，v_n(t+1)＝min(v_n(t)+1,v_max)对应于现实生活中，司机期望以最大速度行驶的特性；

步骤二：减速，

v_n(t+1)＝min(v_n(t+1),d_n+v'_n+1(t+1))

v'_n+1(t+1)＝min(v_n+1(t),v_max-1,d_n+1(t))

驾驶员为了躲避与前车相撞而采取减速措施,因车联网环境对于车速及车辆位置的透明化，使两车间最小间距变为t时刻两车间距与前车在t+1时刻的速度值之和；

式中v'_n+1(t+1)——表示前车在t+1时刻的速度预测；

d_n(t)——表示在t时刻，本车n车与前车n+1的空格数；

步骤三：随机慢化，

由于各种不确定因素(如路面状况不好，驾驶员心态不同等)造成的车辆减速,当速度小于某一阈值时，车辆不进行减速；大于某一阈值时，以一定概率采取减速措施；

式中RD——表示随机概率；

p——表示0～1间的随机数，当p＜RD时，进行随机慢化；

步骤四：位置更新，x_n(t+1)＝x_n(t)+v_n(t+1)；车辆按照调整后的速度向前行驶；

(2)双车道元胞自动机建模规则

双车道可换道模型车辆的运动过程，按照“换道-加速-减速-随机慢化-位置更新”的顺序演变，换道后车辆在各自车道上按照单车道更新规则运行

换道规则如下:

$\left\{\begin{array}{c}{d}_n+v_{i,n+1}\left(t\right)\<min(v_n+1,v_{max})\\ d_{nother}+v_{3-i,n+1}\>d_n+v_{i,n+1}\left(t\right)\\ d_{nback}\>\min (v_{3-i,n-1}+1,v_{\max })\end{array}\right.$

式中d_nother——表示另一车道在n车位置与此车道前车n+1车间的空格数；

d_nback——表示该车道n车与n-1车间的空格数；

v_i,n+1(t)——表示t时刻，n+1辆车在i车道的速度；

车辆按照上述规则运行更新，从而分析交通流特性。