[发明专利]一种结合预先决策与动态调整的无信控交叉口仿真控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种结合预先决策与动态调整的无信控交叉口仿真控制方法及装置，构建无信控交叉口仿真环境，确定车辆动力学模型，明确仿真参数设置；明确车流通行优先权及影响关系；确定车辆轨迹冲突点，建立冲突点时间集合存储高优先级车流到达时间序列；仿真模拟低优先级车流初步穿行轨迹，针对冲突点类型比较穿行间隙，实现穿行预先决策；分析低优先级车流决策冲突情形，对产生冲突车流轨迹动态调整。本发明提供的方法针对无信控交叉口车辆穿行多个高优先级车流场景研究，在考虑车辆穿越冲突点类型及次序对车流穿行预先决策影响，针对车流组织过程中决策冲突现象，动态调整低优先级车流的行驶轨迹，使无信控交叉口车辆仿真更为准确全面。

技术领域

本发明涉及交通仿真控制领域，具体涉及一种结合预先决策与动态调整的无信控交叉口仿真控制方法及装置。

背景技术

无信号控制交叉口主要适用于城市支路之间相交或交通量较小的支路与干道的相交处，在城市交通整体网络中普遍存在。无信号控制交叉口因自身交通流量少的特点，故其通行能力与服务水平对于整个城市交通网络的整体通行能力影响并不显著，但又因其连接支路交通车流，故承载了城市交通网络部分通达性特征，对交叉口周边部分地区的交通组织和通行能力产生一定影响。目前，针对无信号控制交叉口的仿真研究主要集中于对交叉口内两股或是三股直行车流间进行展开，对于整个无信控交叉口内多股不同转向车流相互交错的仿真控制研究较少。同时，针对次路车流穿越主路车流的这一复杂场景，现有研究缺乏次路车流穿越形式的考虑，研究成果多集中于交叉冲突这种简单冲突形式，且次路车流的穿越决策往往仅靠某一时刻的状态做出判定，未考虑穿越车流时动态调整运行轨迹这一过程。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提出一种结合预先决策与动态调整的无信控交叉口仿真控制方法及装置，针对无信控交叉口内不同方向的多股车流交互行为进行研究，而非仅考虑少数几股相交车流，同时，考虑了无信控交叉口车流间可能出现的决策冲突问题，对低优先级车流的行驶轨迹进行动态调整，使无信控交叉口仿真控制更为准确全面。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种结合预先决策与动态调整的无信控交叉口仿真控制方法，具体步骤如下：

步骤一：构造无信控交叉口仿真环境，确定车道数据，确定主、次路车流的运行指标，确定车辆行驶采用的动力学模型，定义模型参数指标，确定仿真时间步长；

步骤二：根据无信控交叉口通行规则，明确不同车流通行优先权及相互影响；

步骤三：对交叉口各进口道车流进行行驶轨迹规划，确定各主次路不同转向车流轨迹相交的冲突点位置坐标；

针对每个冲突点分别建立冲突点时间集合，存储将发生冲突的两个不同优先级车流中高优先级车流中的车辆到达其行驶轨迹上相应冲突点时间；

步骤四：仿真模拟低优先级车流初步穿行轨迹，针对低优先级车流穿行高优先级车流冲突点类型比较穿行间隙，实现低优先级车流穿行方案预先决策；

步骤五：无信控交叉口车流通行影响按通行优先级由高到低层层向下传递，在每一仿真时间步内对低优先级车流穿行交叉口的过程中进行预演轨迹的动态调整；

通过调整车辆动力学模型参数实现在进入交叉口过程中规避高优先级车流，顺利实现穿行。

作为优选，步骤一中，所述车道数据包括车道长宽、数量、类型、交叉口物理区长宽；所述车流的运行指标，包括车辆产生时间、速度、加速度、转向、车长以及车辆在交叉口物理区及进出口车道行驶轨迹曲线；

构造的无信控交叉口各个进口道为双向双车道，车辆生成模型中车型分为小型车和中型车，车辆行驶采用动力学模型为IDM模型；

模型自由行驶速度、最大加减速度参数根据无信控交叉口速度限制条件、驾驶者行驶舒适度条件和交叉口物理区长宽限制条件共同进行设置；