[发明专利]一种城市路段交通流仿真的方法

权利要求书

1.一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：对车辆数据和道路数据进行初始化，将元胞空间网格化，并选取合适的元胞长度；

步骤S2：进行仿真前的基本假设和约定；

步骤S3：采用概率论方法描述司机的驾驶意愿；

步骤S4：初始化元胞状态；

步骤S5：选取仿真策略；

步骤S6：在边缘生成车辆；

步骤S7：更新车辆位置和状态，更新红绿灯状态；

步骤S8：重复步骤S6与步骤S7，直到仿真结束；

步骤S1中，所述车辆数据包括：元胞长度length、期望速度speed、加速过程值acc、司机变道概率p；所述道路数据包括：每个路段的元胞个数fig、车道数num、驶入流量car_in、驶出流量car_out、绿灯时长t_green、以及车流量；

步骤S2中所述基本假设与约定具体包括：

假定所有的车辆都是一样长的，且每辆车占据一个元胞，一个元胞的长度既包括车身长度，又包含了该车辆与前后车的间距；

假定所有车的性能都是相同的，即具有一样的加速能力和加速度；

假定道路相对封闭，即不考虑行人及其他非机动车的影响；

假定司机能在第一时间内接收到红绿灯的变化，并同时做出反应，即司机的反应时间为零；

假定仿真开始道路初始化为空；

步骤S3描述司机驾驶意愿的概率由统计现实路段的记录数据得出，或依据概率分布直接设定；所述概率分布包括正态分布 ；

步骤S6具体包括以下步骤：

步骤S61：检测当前边缘元胞的状态，如果是空的元胞，则进行下一个步骤，否则等待下一个时间步；

步骤S62：检测与边缘最近的元胞的状态，如果是空元胞，则继续下一个步骤，否则等到下一个时间步；

步骤S63：根据设定的概率值改变边缘空元胞的状态，依旧为空表示没有车辆驶入，非空表示生成车辆。

2.根据权利要求1所述的一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：所述合适的元胞长度为6m。

3.根据权利要求2所述的一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：步骤S2具体包括：所述车流量为单位时间内驶入流量car_in与驶出流量car_out的差值。

4.根据权利要求1所述的一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：步骤S5中，所述仿真策略包括跟车行驶策略、自由行驶策略、变道策略。

5.根据权利要求1所述的一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：步骤S7中，

所述更新车辆位置和状态具体为：因车辆直行、变道、转弯、停车等待而导致的位置变化或保持位置不变；

所述更新红绿灯状态具体为：按照周期变化过程，每达到相应的时间，表示红绿灯的元胞更换一次颜色。

6.根据权利要求5所述的一种城市路段交通流仿真的方法，其特征在于：

所述车辆直行的过程为：以车辆前进的方向的道路终点作为起始，判断此元胞所示的车辆是否满足直行的条件，若满足，车辆向前相应数量的元胞长度，不满足则进行其他判断，然后对前一个元胞进行同样的操作，直至遍历路段上的所有元胞；

所述变道的过程为：若车辆直行受阻，进行变道，以车辆前进的方向的道路终点作为起始，判断此元胞所示的车辆是否满足变道的条件，若满足，则结合表示司机驾驶习惯和驾驶意愿的变道概率进行变道或减速保持跟车，不满足则减速进行跟车，然后对前一个元胞进行同样的操作，直至遍历路段上的所有直行受阻的元胞；

所述转弯的过程为：以车辆前进的方向的转弯路段终点作为起始，判断此元胞所示的车辆是否满足转弯的条件，若满足，车辆按照预设的转弯路线演化至下一个元胞中，不满足则停车等待，然后对前一个元胞进行同样的操作，直至遍历路段上的所有元胞；

所述停车等待的过程为：不满足直行、变道或转弯的车辆为停车等待，不更新位置。