[发明专利]一种基于matlab的sumo城市交通仿真及车流量控制方法

权利要求书

1.一种基于matlab的sumo城市交通仿真及车流量控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1.实地考察获取道路及主要路口车量信息，并进行完善和补充形成记录起始时间相同且每隔指定时间均有一次记录的考察数据，同时计算出各个路口转弯率以及每隔指定时间各个道路通过的车辆数，将每一个路口制成一个excel文件；S1具体包括以下步骤：

S1-1.实地考察主要的路口，记录车道数，红绿灯变化规律，并记录每隔指定时间内各个道路在一个周期内驶出的车量数；

S1-2.对实地考查路口的车量数进行整理补充和完善使每隔指定时间间隔都有一次记录；对于之前没有计入的时间节点，令前后时间节点的平均值计入，同时计算出各个道路的转弯率及车量总量并将各个路口分别制成一个excel文件；

S2.从OpenStreetMap中导出目标市区城市道路的osm文件，然后将osm文件转化为网络文件，并基于考察数据使用sumo自带的netedit对网络文件进行修改；

S3.通过matlab读取实地考察数据的每一个excel文件，生成用于测试网络是否已经达到要求所需的车辆文件和各个时间间隔主要路口的转弯率文件，同时配置转弯率文件中非主要路口转弯率以及终点路段，路口的转弯率文件包括主要路口转弯率和非主要路口的转弯率以及终点路段；sumo网络建模所需的转弯率文件中要求设置各个路口转弯率以及终点路段，根据考察数据以一定的时间间隔设置一次转弯率；设置转弯率文件的步骤包括以下：

S3-1.通过matlab代码读取每一个实地考察路口数据的excel文件；

S3-2.判断数据是否为时间节点；是则，读取该时间节点下所有进入路口道路的id属性，同时读取每个进入路口道路所对应的左转直行右转的各个驶出路口道路的id属性以及对应的概率，将对应的时间节点，进入路口道路id属性，驶出路口道路id属性以及对应的转弯率按照转弯率文件格式写入该路口转弯率文件，则继续寻找下一个时间节点；否则，继续寻找时间节点；

S3-3.将各个路口转弯率文件按照时间顺序整理到一个转弯率文件中；

S3-4.对于非主要路口，根据实际考察路口情况将所有从主要道路进入非主要道路的转弯率设置在区间[0,1]之间的值，并添加到所有的时间节点内；

S3-5.设置终点路段，将各个从导出目标市区进入导出目标市区以外的其他区域的道路以及由非主要道路进入主要道路的路段设置为终点路段，即完成对转弯率文件的配置；

S4. sumo基于车辆文件以及转弯率文件生成路由所需要的路由文件，matlab读取路由文件找到未在终点路段消失的车辆，并修改网络文件中节点从而减少未在终点路段消失的车辆数；

S5.通过matlab读取实地考察数据的每一个excel文件，生成城市道路网络各个道路各个时间点所需的车辆文件；使用matlab先读取由导出目标市区以外的其他区域进入导出目标市区的各个道路车量数，然后再调节各个道路的车量数以及主要道路进入非主要道路的转弯率；S5的步骤包括以下：

S5-1.读取由导出目标市区以外的区域进入导出目标市区的各个道路id属性以及该道路id属性对应的第一个时间节点的车辆数，将写入车辆文件的车辆数设置为实地考察车辆数除以一个周期红绿灯时长然后乘以实地考察的时间间隔，以秒为单位；车辆发车的起始时间设置为实地考察时间所对应的各个时间段起始时间，结束时间设置为时间节点加上实地考察时间间隔，发车道路写为车道的id属性，同时将车辆命名为flow加上路口名称的中文拼音再加上-和数字以表示和其他车辆之间的区别；

S5-2.在终端使用jtrrouter --flows=*.flows.xml --turns=*.turns.xml --net=*.net.xml --output-file=*.rou.xml --continue-on-unbuild命令，输入网络文件、转弯率文件以及车辆文件生成路由所需要的路由文件；

S5-3.配置网络运行配置文件cfg，通过在sumo-gui中运行配置文件cfg，输出得到以实地考察时间间隔为时间单位的附加文件；

S5-4.matlab读取输出的附加文件以及读取实际网络路口车辆数，对比实际网络车量数除一个周期乘实地考察的时间间隔的数据，判断在该时间段内离开道路的车辆数是否符合要求；是则，修改非导出目标市区以外的其他区域进入导出目标市区的主要道路车辆数；否则，修改车量数然后重新生成路由文件并路由得到新的输出的附加文件，再重新对比车辆数是否符合要求，直到各个道路车量数直至达到道路最大发车量为止；

S5-5.matlab对比非导出地图区域以外的其他区域进入导出地图区域的主要道路车辆数是否已经达到要求；当达到要求时，则进入下一个时间段；当未达到要求时，则根据实际情况增加车量或修改影响该道路的非主要路口的转弯率；

S6.结合转弯率文件和车辆文件，生成路由文件，根据需求对配置文件中的输出进行添加，运行sumo软件，即完成仿真。