[发明专利]基于Petri网的道路交通建模方法、系统、介质及终端

说明书

本发明提供一种基于Petri网的道路交通建模方法、系统、介质及终端，应用于道路交叉口中，包括以下步骤：定义所述道路交叉口；根据对所述道路交叉口的定义，确定所述道路交叉口的相位；根据对所述道路交叉口的定义，采用Petri网对所述道路交叉口的交通流进行建模，以建立交通流模型；根据预设信号控制策略和所述相位，采用Petri网对所述道路交叉口的交通控制信号进行建模，以建立信号控制模型；本发明采用具有可视化图形特性的Petri网对道路交通进行建模，描述相应的道路物理特征、交通流的行为以及信号控制的表示，可适应不同的道路交通场景。

技术领域

本发明属于道路交通建模领域，特别是涉及一种基于Petri网的道路交通建模方法、系统、介质及终端。

背景技术

随着社会的发展和城市化进程的不断加快，我国的城市的车辆数大幅上升，同时，伴随着我国在基础建设上面的大力投入，发达的交通系统对经济的发展与社会的进步都产生了重要作用；在城市道路交通系统中，车辆通行能力的瓶颈大部分都是道路的交叉口，在绝大多数的时候，交通拥塞都发生在道路的交叉口，发生在交叉口的拥塞往往会造成道路通行能力下降、延误、环境污染，甚至是交通事故等问题；因此，对城市道路交叉口建立一个合适的交通流模型去建模和仿真，设计合适的算法去优化道路交叉口的运行效率，怎样对城市道路交叉口实施科学的管理与控制，充分发挥交叉口的通行能力是一个很重要的问题。

城市道路交叉口系统是一个非常复杂的混合系统，主要是由离散和连续状态组成的混合动态系统；连续性是进入和离开城市道路交通口的交通流以及其对应的相应行为等，离散性是指交叉口交通信号灯显示状态的变迁及随机事件等；交叉口中的车辆行驶行为主要受附近的车辆，尤其是前面的车辆以及信号的控制，从而形成了城市交通系统中连续系统和离散系统在同一层次的交互和约束。

对城市道路交叉口进行科学的建模、仿真，才可以有效的对城市道路交叉口进行相应的分析和进行控制，因此，能够合理地对城市道路交叉口进行建模，仿真并采取相应的优化控制方案成为很多学者研究的重点；在过去的十几年来，国内外学者先后开展城市道路交叉口交通流建模和控制的研究，并且已经提出很多交通流模型及各种控制策略，但大多数的道路模型主要是数学模型，不具有可视化的图形特性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于Petri网的道路交通建模方法、系统、介质及终端，用于解决现有技术中道路模型不具有可视化的图形特性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于Petri网的道路交通建模方法，应用于道路交叉口中，包括以下步骤：定义所述道路交叉口；根据对所述道路交叉口的定义，确定所述道路交叉口的相位；根据对所述道路交叉口的定义，采用Petri网对所述道路交叉口的交通流进行建模，以建立交通流模型；根据预设信号控制策略和所述相位，采用Petri网对所述道路交叉口的交通控制信号进行建模，以建立信号控制模型。

于本发明的一实施例中，定义所述道路交叉口包括：确定所述道路交叉口的车流方向及在每个所述车流方向上的行驶车道。

于本发明的一实施例中，采用混合Petri网建立所述交通流模型；在采用所述混合Petri 网建立所述交通流模型时：将车辆在所述道路交叉口的行驶行为作为托肯；车辆在所述道路交叉口的具体行为由连续变迁控制；在所述道路交叉口相应的等待队列中车辆的数量及在所述道路交叉口相应的等待队列中剩余的容量均通过库所表示；所述库所还用于表示车辆通过所述道路交叉口。

于本发明的一实施例中，采用颜色Petri网建立所述信号控制模型；在采用所述颜色Petri 网建立所述信号控制模型时：将所述相位作为托肯；库所用于表示车辆当前正在执行的相位；时延变迁用于表示切换信号灯损失时间；红灯的时长通过延时变迁表示；当执行完一个相位时，通过函数确定下一个要执行的相位。

于本发明的一实施例中，在采用所述Petri网建立所述信号控制模型时，考虑损失绿灯时间、有效绿灯时间及切换信号灯损失时间。