[发明专利]一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法及装置

权利要求书

1.一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法，其特征在于：包括：

步骤1、基于Lindenmayer系统构建用于刻画道路路网和车辆行驶轨迹的时空广义Lindenmayer系统；

步骤2、基于时空广义Lindenmayer系统，递归生成一类形式化语言，用来表示道路路网上所有车辆的行驶轨迹，并且采用所有的行驶轨迹进行连接形成道路路网的结构模型；

步骤3、基于时空广义Lindenmayer系统对道路路网上的车辆行驶轨迹进行建模，生成车辆行驶轨迹模型。

2.根据权利要求1所述的一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法，其特征在于：所述时空广义Lindenmayer系统包括符号集、初始符号和规则产生集；

所述符号集包括：车辆行驶轨迹集、带有概率参数的规则产生符、重定向符号、入栈符号和出栈符号；

所述初始符号指的是车辆在道路路网上初始状态，包括时间、位置和行驶方向；

所述规则产生集包括至少一条产生规则式，每一条所述产生规则式代表车辆从当前状态开始向前行驶设定距离后得到的行驶轨迹，它包含两类带有概率参数的规则产生式：

(1)车辆停留在道路路网的某个位置上，且行驶方向是任意的；

(2)车辆在某个时间点以及在道路路网上的某个位置开始以一角度为行驶方向向前行驶一段距离后，到达新的状态后再经过方向调整继续向前行驶一段距离，从而得到一条车辆行驶轨迹。

3.根据权利要求1所述的一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法，其特征在于：所述步骤2进一步具体为：基于时空广义Lindenmayer系统，通过递归生成一类形式化语言，用来表示道路路网所有车辆行驶轨迹集，其每一条语句代表一条车辆行驶轨迹，用来表示车辆从某个初始状态开始在一定时间范围所有车辆行驶轨迹；即：

(1)在初始时刻，初始符号为该形式化语言的一条初始语句；

(2)给定一条语句，其包含多个符号，运用规则产生式，车辆经过一段时间行驶后产生另外一条行驶轨迹，形成一条语句，同时在经过规则产生后其后续符号带有行驶所需要的时间，构成了一个时间集；

(3)由(2)生成的语句连接起来形成一个生成链，用它表示一条车辆行驶轨迹；

(4)所有生成链构成了车辆行驶轨迹集；

通过车辆行驶轨迹集构成道路路网的结构模型。

4.根据权利要求1所述的一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法，其特征在于：所述车辆行驶轨迹模型包括：字母集、时间参数集、规则产生集和公理集；

字母集包括所有道路路网上卡口点、带有时间参数的所有道路路网上卡口点和车辆行驶的方向。这里的卡口点用来标记车辆所处的位置；

时间参数集指车辆行驶的时间集；

规则产生集由规划产生式组成，每一条规则产生式用来表示当前时刻车辆从某个卡口点开始向前行驶一段距离后，继续向选定好的方向行驶一定时间，并记录下前后所经历过的卡口点；

公理集指车辆所处的初始位置和初始时刻；

所述车辆行驶轨迹模型通过递归方式生成，通过由卡口点、行驶方向构成的交替符号序列。

5.根据权利要求1所述的一种刻画道路路网与车辆行驶轨迹模型的方法，其特征在于：从起始点开始到首个终点为止，车辆在中间行驶过程中按照实时交通流行驶，不存在随意停靠或者与实时交通移动不相符合的停车行为，则成为车辆行驶轨迹具有连贯性，如果具有连贯性，称该轨迹为连贯性车辆行驶轨迹，否则称为非连贯性车辆行驶轨迹；

构造一个关于规则产生集的幂集，每一个元素代表一个规则产生集，下标用来表示时间，以此为车辆行驶轨迹模型添加时间元素；

对每一条规则产生式添加概率值，用来反映车辆行驶轨迹的随机性；

对于连贯性车辆行驶轨迹，则需作如下限制：通过限制车辆行驶某路程所需时间为车辆行驶该路段的可接受时间区间，同时在该相应时间内记录下车辆前后所经历的卡口点，以此构造出连贯性车辆行驶轨迹的模型。