[发明专利]基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法和系统

权利要求书

1.一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

结合建筑信息模型进行场景三维建模；进行场景三维建模时，使用粒子系统模拟天气变化和道路路面材质变化；

对场景内的所有可运动单元进行智能体化，将同一车道上相向行驶、相隔间距在阈值范围内的多台同类型车辆动态编为一个组，以每组车辆作为一个智能体单元进行计算，得到多个智能体；

设置智能体的边界条件；

根据场景内的道路信息，设置智能体在场景内的初始坐标与行为目的地；

根据场景内的道路信息使用寻径算法，在并行计算架构下同时计算多个智能体的行为策略；所述寻径算法包括：使用有限状态机根据智能体按前进方向进行向量探测的结果进行触发，通过逻辑树的选择判断来计算智能体的行为策略；

根据多个智能体的行为策略，在并行计算架构下同时计算并更新多个智能体的实时坐标；

根据多个智能体的初始坐标和实时坐标，在场景内显示多个智能体的运动轨迹，完成交通流的模拟。

2.根据权利要求1所述一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于：所述智能体包括车辆和行人，所述车辆包括机动车和非机动车。

3.根据权利要求2所述一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于：所述智能体的边界条件包括车辆的边界条件，所述车辆的边界条件包括导航路径、最高速度、最低速度、车辆加减速度、速度-转弯半径和车体尺寸；所述智能体的边界条件用于计算智能体的行为策略。

4.根据权利要求1所述一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于，所述场景内的道路信息包括：每条道路在场景内的位置、主干道和辅路的数量，每条主干道或辅路的车道数、每个车道内的可行车方向、主干道和辅路的长度和每条主干道和辅路的最高限速和最低限速；所述场景内的道路信息用于设置智能体在场景内的初始坐标、计算智能体的行为策略。

5.根据权利要求1所述一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于：当有限状态机出现多种可选切换状态时，逻辑树的选择判断为随机选择。

6.根据权利要求1所述一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟方法，其特征在于，所述并行计算架构为CUDA架构。

7.一种基于寻径优化和并行计算架构的交通流模拟系统，其特征在于，使用权利要求1-6所述任意一项方法进行交通流的模拟，所述系统包括：智能体定义模块、智能体寻径模块、智能体坐标计算模块和交通流演示模块；

所述智能体定义模块用于对场景内所有可运动单元进行智能体化得到多个智能体，设置智能体的边界条件、初始坐标和行为目的地；

所述智能体寻径模块用于基于寻径优化算法和并行计算架构，同时计算多个智能体的行为策略；

所述智能体坐标计算模块用于根据多个智能体的行为策略，在并行计算架构下同时计算并更新多个智能体的实时坐标；

所述交通流演示模块用于在场景内显示多个智能体的运动轨迹，展示交通流的模拟状况。