[发明专利]微观交通流协同仿真平台、仿真方法及安全评价方法

权利要求书

1.一种融合车辆动力学的微观交通流协同仿真平台的仿真方法，其特征在于：仿真平台包括微观交通仿真模型、车辆动力学模型、基于C#语言的交互接口以及安全评估模型；

所述微观交通仿真模型用于规划车辆运行轨迹，模拟车辆的机动动作与道路形状图形，生成反映道路曲率和倾斜度的道路形状、车辆的位置以及车辆的速度和加速度；

所述车辆动力学模型用于提供可靠的车辆性能指标，将微观交通仿真模型输出的几何设置参数、路径控制参数、速度控制参数输入到车辆动力学模型中，在给定的交通状况和道路形状条件下产生真实的车辆轨迹，在每一步中确定车辆的位置；

所述基于C#语言的交互接口用于将微观交通仿真模型与车辆动力学模型连接，实现两模型之间的交互；

所述安全评估模型用于对生成的车辆轨迹进行冲突分析，评估安全性；

微观交通仿真模型导入地图数据或者道路信息的CAD建模数据，生成反映道路曲率和倾斜度的道路形状的路径特征、车辆每一时刻所在的位置以及车辆的动作，包括速度和加速度；

车辆动力学模型中将车辆的动力学指标，包括发动机特性内容直接输入到车辆动力学模型中；

基于C#语言的交互接口包含有四个模块，即调用微观交通仿真模型模块、创建CARSIM输入文档模块、调用CARSIM模块以及调用安全评估模型SSAM模块，所述调用微观交通仿真模型模块与微观交通仿真模型连接，所述车辆动力学模型与创建CARSIM输入文档模块连接，所述调用CARSIM模块与车辆动力学模型连接，所述调用安全评估模型SSAM模块与安全评估模型连接；

调用微观交通仿真模型，使微观交通仿真模型开始运行；创建CARSIM输入文档模块使CARSIM中生成拓展名为*.par的日志文件；调用CARSIM模块调用CARSIM中vs求解模拟器，使车辆动力学模型CARSIM开始运行；

仿真方法具体包括如下步骤：

步骤A1：当车辆在运行过程中出现预期场景时，微观交通仿真模型创建仿真模型网络，基于C#语言的交互接口调用微观交通仿真模型使之运行，并采集微观交通仿真模型中车辆的行驶信息、车辆坐标信息以及目标路径信息；

步骤A2：基于C#语言的交互接口创建CARSIM输入文档，即CARSIM中拓展名为*.par的日志文件，其中包括坐标转换文件、目标路径文件、路型特征文件以及驾驶员驾驶特性文件；

步骤A3：基于C#语言的交互接口调用CARSIM中vs求解模拟器，使车辆动力学模型CARSIM开始运行，生成符合实际的车辆行驶路径，并与整体路径进行整合；

步骤A4：调用安全评估模型SSAM模块，在SSAM冲突分析软件中进行安全评价。

2.根据权利要求1所述的一种融合车辆动力学的微观交通流协同仿真平台的安全评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤B1：在未遇到预期交通场景的情况下，VISSIM生成车辆的运行轨迹；

步骤B2：在遇到特定交通场景的时，平台通过基于C#语言的交互接口将车辆运行信息通过日志文件输入到CARSIM中；步骤B3：CARSIM生成符合实际的车辆运行轨迹；

步骤B4：将生成的轨迹通过基于C#语言的交互接口发回到VISSIM中并与原来路径相组合；

步骤B5：通过基于C#语言的交互接口调用SSAM，SSAM对整体路径进行冲突分析，对安全性进行评估；

当由VISSIM创建的*.trj文件输入到SSAM模型后，SSAM间接冲突分析软件通过轨迹文件为基础对冲突进行辨别和类别的划分，采用冲突时间TTC和遭遇时间PET作为交通冲突的识别参数，从轨迹文件中识别出交通冲突，其中，交通冲突的分类有点冲突与线冲突两大类；

点冲突为交叉冲突，定义点冲突情况中各时刻的含义为：

t₁—车辆A离开冲突范围；

t₂—假设车辆B未采取避险措施达到冲突点的条件时刻；

t₃—车辆B达到冲突点的时刻；

结合冲突点的特点，得到TTC与PET的表达式：

TTC＝t₂-t₁ (23)

PET＝t₃-t₁ (24)

对于线冲突，线冲突的位置随车辆速度的变化不断移动，指标的表示方法与点冲突有较大差异，假设在变道冲突使车辆B对车辆A的行驶造成了影响，结合线冲突发生特点，得到判别指标表达方式，其中：

冲突时间TTC：从车辆进入冲突状态开始，对每个仿真步长都可计算相应的TTC值，线冲突的冲突时间TTC_min定义为这一系列TTC值中的最小值，如下式：

TTC_min＝min(TTC) (25)

遭遇时间PET：从车辆进入冲突状态开始，对每一个仿真步长都可计算一个PET值，线冲突的遭遇时间PET_min定义为这一系列PET值中的最小值，如下式：

PET_min＝min(PET) (26)

随后，在SSAM冲突分析软件中进行安全评价，进行相关指标阈值的标定。