[发明专利]交互式道路交叉口优化设计系统

权利要求书

1.一种交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，包括：相互连接的硬件设备和系统模块；

所述硬件设备，包括：道路移动测量系统(5)和VR头显(7)；

所述道路移动测量系统(5)，用于采集交叉口的实景数据，生成三维建模数据库；

所述系统模块，用于根据三维建模数据库，针对交叉口进行三维建模，得到交叉口设计模型；

所述VR头显(7)，用于在虚拟环境中对交叉口设计模型仿真显示，并针对三维建模数据库和交叉口设计模型与用户进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，所述交叉口设计模型，包括：交叉口场景模型和交叉口交通模型；

所述系统模块，包括：

交叉口现状场景生成模块(1)，用于根据三维建模数据库，对交叉口场景进行三维建模，得到交叉口场景模型；所述交叉口场景模型，包括：目标交叉口模型、环境设施模型、车辆模型和行人模型；

交叉口优化设计模块(2)，用于根据三维建模数据库，对交叉口交通进行三维建模，得到交叉口交通模型；所述交叉口交通模型，包括：道路模型、交通标线模型和交通安全管理设施模型；

所述交叉口优化设计模块(2)与交叉口现状场景生成模块(1)相连。

3.根据权利要求2所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，所述交叉口现状场景生成模块(1)，包括：

目标交叉口再现单元(11)，用于在虚拟环境中再现或新建目标交叉口模型；

环境设施输入单元(12)，用于为对应目标交叉口模型匹配环境设施模型；

车辆行人输入单元(13)，用于为对应目标交叉口模型匹配车辆模型和行人模型；

所述目标交叉口再现单元(11)、环境设施输入单元(12)和车辆行人输入单元(13)相互连接。

4.根据权利要求3所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，所述车辆模型，包括：车辆跟驰模型、车辆换道模型和车辆产生模型；

所述车辆跟驰模型为Herm模型，表达式为：

公式(1)中，α为加速度，v为车速，下标“前”、“后”表示前车和后车,α、β、γ分别表示加速跟车及减速跟车时的参数，g为车辆前方净空。

5.根据权利要求4所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，所述车辆换道模型表达式为：

公式(2)中，θ为车辆M换道与车道水平线所成的夹角；W为车宽；v_F(0)、a_F分别为本车道前方车辆F车的初速度和加速度；v_M(0)、a_M为M车的初速度和加速度；

公式(3)中，x(t)，v_x(t)分别为车辆纵向的位移和速度；y(t)、v_y(t)分别为车辆横向的位移和速度。

6.根据权利要求4所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，

所述车辆产生模型为：

公式(2)中，t_n、t_n+1分别表示第n、n+1辆车进入路网的时刻，λ为单位时间内车辆出发的平均数，单位为：辆/秒，r为在区间(0，1)间均分布的平均数，τ为车辆最小安全距离除以车速得到的最小车头时距，单位为：秒。

7.根据权利要求2所述的交互式道路交叉口优化设计系统，其特征在于，所述交叉口优化设计模块(2)，包括：

道路平面设计输入单元(21)，用于为对应目标交叉口模型匹配道路模型和交通标线模型；

交通安全管理设施输入单元(22)，用于为对应目标交叉口模型匹配交通安全管理设施模型；

交通信号控制输入单元(23)，用于根据交叉口场景模型和交叉口交通模型，对交通管理设施模型执行信号配时；所述信号配时，为对信号控制交叉口的交通信号控制方案进行优化。