[发明专利]一种基于跟随行为的单航段一维格点微观仿真方法

权利要求书

1.一种基于跟随行为的单航段一维格点微观仿真方法，其特征在于包括如下步骤：

①将单航段分割为m个格点组成的一维离散格点链，在满足前后航空器间距离不小于最小安全间隔d_min的前提下以均匀分布形式在各个离散格点上分配n个航空器及其初始速度，各个航空器的初始速度v_j(j＝1，2，...，n)位于速度区间[v_min，v_max]内，v_min和v_max分别表示最小速度值和最大速度值，每一离散格点上最多分配一架航空器，将当前仿真时刻t值设定为0，仿真总时长为T；

②在当前仿真时刻t，并行更新航段上各个航空器的速度和位置；

③在下一仿真时刻t+1，统计飞离航段的航空器数目及其飞离速度并在满足前后航空器间距离不小于最小安全间隔d_min的前提下重新在各个离散格点上分配相同数目和相同速度的航空器，每一离散格点上最多分配一架航空器，令t＝t+1，若t≤T，进入步骤④，否则进入步骤⑤；

④重复步骤②-③；

⑤结束仿真流程。

2.根据权利要求1所述的一种基于跟随行为的单航段一维格点微观仿真方法，其特征在于，所述步骤②中各个航空器的速度和位置更新过程如下：

3.1)加速：航空器i(i＝1，2，...，n)在其当前速度V_i(t)的基础上按照预设的加速度a进行加速，如果(V_i(t)+a)大于v_max，则将最大速度v_max作为加速后的航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^a(t)，否则将(V_i(t)+a)作为加速后的航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^a(t)；

3.2)减速：如果所述步骤3.1)中得到的加速后的航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^a(t)大于航空器i(i＝1，2，...，n)前方的空闲格点数目g_i(t)，则将(g_i(t)-d_min)的值作为减速后的航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^d(t)的值，否则将(V_i^a(t)-d_min)作为减速后的航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^a(t)的值；

3.3)随机慢化：航空器i(i＝1，2，...，n)按概率p决定是否进行慢化，产生一个服从[0，1]间正态分布的随机数k，如果k＜p，则进行随机慢化，否则不进行随机慢化，如不进行慢化则直接将V_i^a(t)的值作为慢化阶段航空器i(i＝1，2，...，n)的速度V_i^s(t)的值，否则将V_i^s(t)的值设定为(V_i^d(t)-1)，如果(V_i^d(t)-1)小于v_min，则将v_min作为V_i^s(t)的值；

3.4)位置更新：

将(t+1)时刻航空器i(i＝1，2，...，n)的位置X_i(t+1)更新为t时刻航空器i(i＝1，2，...，n)的位置X_i(t)与步骤3.3)中得到的V_i^s(t)的值之和，即X_i(t+1)＝X_i(t)+V_i^s(t)。

3.根据权利要求1至2之一所述的一种基于跟随行为的单航段一维格点微观仿真方法，其特征在于：所述步骤①中，格点数目m的值为100000，最小安全间隔d_min为10km，航空器数目n为100，最小速度值v_min为500km/h，最大速度值v_max为800km/h。