[发明专利]基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法

权利要求书

1.一种基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、建立路段施工区交通流模型；

步骤二、对路段施工区进行数据采集；

步骤三、搭建仿真平台对真实施工区交通流进行仿真；

步骤四、利用步骤二采集的数据对路段施工区交通流模型参数进行标定；

步骤五、利用步骤二采集的数据和仿真结果对路段施工区交通流模型进行验证。

2.根据权利要求1所述的基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法，其特征在于：步骤一所述路段施工区交通流模型为：

头车所受合力为：

跟驰车辆所受合力：

其中：

(1)前向自驱动力按如下公式计算得到：

式中：a_max为保证车辆安全通过道路施工区路段的最大加速度；v_j(t)为头车j的期望速度和实际速度；为头车j的期望运动方向、τ_j为头车j的适应时间；

(2)跟驰力按如下公式计算得到：

其中，a_max为保证车辆安全通过道路施工区路段的最大加速度；d_s为行驶过程中前后车的安全距离；d_ij代表车辆之间的实际距离；为车辆i指向车辆j的标准矢量；v_s为车辆安全跟驰速度；

(3)边侧车之间排斥力按如下公式计算得到：

其中，为车辆i与车辆j之间排斥力的作用强度；d_c为车辆与边界之间的作用范围；△d为车辆一侧的安全侧边距；d_im代表车辆之间的实际距离；为车辆i指向车辆m的标准矢量；

(4)间隙力按如下公式计算得到：

其中，A^G为可插间隙吸引力的作用强度；d_f为车辆的车身宽度；△d为车辆一侧的安全侧边距；d_G代表前方两车之间形成的可插间隙宽度；为车辆i指向间隙g的标准矢量；

(5)车与边界之间的作用力按如下公式计算得到：

其中，代表车辆与边界之间排斥力的作用强度；d_s为车辆与边界之间的作用范围；d_iW代表车辆与边界之间的实际距离；为与边界垂直且指向目标车辆的标准矢量。

3.根据权利要求2所述的基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法，其特征在于：车辆安全跟驰速度v_s如下列公式计算得到：

其中，b_i是后方车辆i的最大减速度；b_j是前方车辆j的最大减速度；δ_i是后方车辆i的最快反应时间。

4.根据权利要求1所述的基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法，其特征在于：步骤三所述的仿真流程包括：

(1)定义全局变量并对存储数据的矩阵进行初始化；

(2)绘制路段施工区的背景平面图，作为系统运行的初始界面；

(3)仿真系统开始运行，仿真过程以仿真步长为单位向前推进；

(4)统计仿真时间并判断仿真是否完成：若否，则对车辆数量、位置、速度等信息进行更新，然后在矩阵中剔除出界车辆的信息，并在下一仿真开始前对仿真时间进行统计；若是，则仿真结束，输出仿真结果并存储。

5.根据权利要求4所述的基于社会力的路段施工区异质交通流模型建立方法，其特征在于：对车辆数量、位置、速度等信息进行更新的方法为：首先执行车辆产生模块，判断是否需要在路段施工区停车线前产生新车：若需要产生新车，则依次执行车型产生模块、车速产生模块，并将产生的新车添加到存储数据的矩阵中，之后调用车辆运动的函数；若不需要产生新车，则直接跳转到车辆运动函数；在车辆向前运动的过程中获取车辆周围的环境信息，然后调用路段施工区交通流模型，计算出目标车辆所受到的社会力。