[发明专利]一种高速公路交通流元胞机仿真方法

权利要求书

1.一种高速公路交通流元胞机仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、初始化车辆规格参数数据和真实路段的参数数据；

步骤二、使用元胞机位置更新规则和边界条件规则进行仿真，以得到每一个路段的真实车辆密度；

步骤三、对步骤二得到的每一个路段的真实车辆密度再次利用步骤二的元胞机位置更新规则和边界条件规则，得到元胞机中每个路段的每一辆车的在每个时刻的位置情况；

步骤四、根据步骤三得到的元胞机中每个路段的每一辆车的在每个时刻的位置情况，生成能够表现出车道个数变化和路段间的数据交互的时空分布图；

步骤二具体如下：

(1)先随机生成模拟的车辆密度数据path_density，依次根据元胞机位置更新规则和边界条件规则进行仿真；其中，

元胞机位置更新规则包括：首先，根据最右车道优先的变道规则对每辆车进行车辆的变道的逻辑判断，获得汽车的下一次车道位置；之后，完成变道操作后，根据随机慢化规则、慢启动规则和极限巡航驾驶规则进行车辆的速度更新的逻辑判断，获得汽车的下一次的行驶速度，并根据生成的每一辆车的下一次行驶速度和下一次车道位置来更新车辆的位置；

边界条件规则包括：利用获得的单个路段的车辆的更新后的位置，以不同路段之间作为开口边界，路段首尾用周期性封闭边界进行链接，来完成更新路段间的交互部分的车辆信息；

(2)每一个不同的模拟的path_density都经过仿真得到一个对应的车流量计数数据path_flow；由此，得到一组组的(path_flow,path_density)数据对；

由生成的每组(path_flow,path_density)数据对，进行使用4次多项式进行曲线拟合，得到path_density＝f(path_flow)的拟合函数；

(3)由拟合函数path_density＝f(path_flow)，将每一个道路真实车辆计数作为函数的输入，得到该路段的真实车辆密度。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路交通流元胞机仿真方法，其特征在于，所述车辆规格参数数据包括车辆长度car_length、最大行驶速度car_{max_velocity}、随机慢化概率car_slow、慢启动概率car_{slow_launch}和极大巡航概率car_{high_drive}，真实路段的参数数据包括每个路段的长度path_length、车道个数path_lanes和真实车流量计数path_flow；根据初始化车辆参数数据和真实路段数据生成元胞机模型。

3.根据权利要求2所述的一种高速公路交通流元胞机仿真方法，其特征在于，所述真实车流量计数是指单位时间经过该路段的车辆数。

4.根据权利要求1所述的一种高速公路交通流元胞机仿真方法，其特征在于，车辆密度数据是指单位面积的车辆个数。