專利名稱：一種快速路交通流再現(xiàn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能交通仿真與再現(xiàn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了能夠更加真實地反映交通的狀況，以及根據(jù)實時的交通數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地預(yù)測出未來的交通擁擠問題，現(xiàn)在不少國外的商業(yè)微觀交通仿真軟件(如Paramics等)開始嘗試采用實時采集的交通數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行在線仿真方面的實踐，更加及時地為管理部門提供決策的數(shù)據(jù)。國內(nèi)在這方面也開展了動態(tài)交通分配的研究(如DynaCHINA)，基于實時數(shù)據(jù)預(yù)測未來短時的交通狀況，作為動態(tài)交通誘導(dǎo)的依據(jù)。提供準(zhǔn)確的實時信息和短時交通流預(yù)測是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，因而吸引了眾多研究人員投身到交通流預(yù)測研究中。與此同時，對交通再現(xiàn)則鮮有研究?，F(xiàn)有技術(shù)仍然存在如下問題:已有的交通再現(xiàn)方法多從宏觀角度來研究交通流的流、速、密關(guān)系，關(guān)注的是平均速度、密度、流量等集合參數(shù)，在模擬交通流的動態(tài)特性及描述周圍車輛與交通環(huán)境的相互關(guān)系方面顯得不足。微觀交通仿真模型以各個車輛個體在路網(wǎng)空間上的運動為求解目標(biāo)，模擬交通流的動態(tài)特性及駕駛員對路徑指引的反應(yīng)。因此，為真實再現(xiàn)交通流時空變化，需要基于微觀仿真來研究交通再現(xiàn)方法。運用微觀交通仿真系統(tǒng)，能夠在單個車輛級別上模擬人-車-路的相互作用，再現(xiàn)交通流的真實狀態(tài)，描述各種交通控制策略的實施過程。本發(fā)明針對城市快速路的特點，提出了一種基于微觀仿真的交通狀態(tài)再現(xiàn)方法。本方法以采集到的交通流統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選擇帶約束的卡爾曼濾波法計算出入口之間OD矩陣，采用負(fù)指數(shù)分布模型實現(xiàn)路網(wǎng)車輛的初始分布，根據(jù)基于數(shù)據(jù)庫的車輛產(chǎn)生模型更新車輛，通過微觀交通仿真的方法，真實再現(xiàn)城市快速路任意時刻的交通狀態(tài)，以及重現(xiàn)車輛的運動軌跡。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種快速路交通流再現(xiàn)的方法，其特征在于，包括:a.獲取待仿真路段在一時間段內(nèi)的交通數(shù)據(jù)；b.根據(jù)基于所述所述交通數(shù)據(jù)的一車輛產(chǎn)生模型來將車輛分布到所述待仿真路段上；c.根據(jù)所述交通數(shù)據(jù)計算OD矩陣并根據(jù)所述OD矩陣分配所述待仿真路段的交通出行量；d.根據(jù)所述交通出行量和基于所述交通數(shù)據(jù)的一車輛行駛行為模型再現(xiàn)車輛在所述待仿真路段的運動數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述交通數(shù)據(jù)由分布在待仿真路段的線圈獲取并儲存于數(shù)據(jù)庫中。優(yōu)選地，所述交通數(shù)據(jù)由分布在待仿真路段的攝像頭獲取并儲存于數(shù)據(jù)庫中。優(yōu)選地，所述交通數(shù)據(jù)包括以下的一個或多個:車輛類型；車輛平均速度；車頭時距；流入交通量；以及流出交通量。優(yōu)選地，所述車輛產(chǎn)生模型的計算包括以下的一個或多個:計算隨機(jī)車型；計算隨機(jī)車速；計算隨機(jī)車道；以及計算初始狀態(tài)車輛的隨機(jī)分布。
優(yōu)選地，所述初始狀態(tài)車輛的隨機(jī)分布根據(jù)負(fù)指數(shù)車頭時距分布模型計算，公式如下所示:
權(quán)利要求
1.一種快速路交通流再現(xiàn)的方法，其特征在于，包括: a.獲取待仿真路段在一時間段內(nèi)的交通數(shù)據(jù)； b.根據(jù)基于所述交通數(shù)據(jù)的一車輛產(chǎn)生模型來將車輛分布到所述待仿真路段上； c.根據(jù)所述交通數(shù)據(jù)計算OD矩陣并根據(jù)所述OD矩陣分配所述待仿真路段的交通出行量; d.根據(jù)所述交通出行量和基于所述交通數(shù)據(jù)的一車輛行駛行為模型再現(xiàn)車輛在所述待仿真路段的運動數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通數(shù)據(jù)由分布在待仿真路段的線圈獲取并儲存于數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通數(shù)據(jù)由分布在待仿真路段的攝像頭獲取并儲存于數(shù)據(jù)庫中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通數(shù)據(jù)包括以下的一個或多個: 車輛類型； 車輛平均速度； 車頭時距； 流入交通量；以及 流出交通量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述車輛產(chǎn)生模型的計算包括以下的一個或多個: 計算隨機(jī)車型； 計算隨機(jī)車速； 計算隨機(jī)車道；以及 計算初始狀態(tài)車輛的隨機(jī)分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述初始狀態(tài)車輛的隨機(jī)分布根據(jù)負(fù)指數(shù)車頭時距分布模型計算，公式如下所示:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述OD矩陣是根據(jù)約束卡爾曼濾波公式計算的，所述約束卡爾曼濾波公式還包括一擾動矩陣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述擾動矩陣由白噪聲產(chǎn)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述車輛行駛行為模型包括以下的一種或多種: 換道模型；或者 跟馳模型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種快速路交通流再現(xiàn)的方法，其特征在于，包括a.獲取待仿真路段在一時間段內(nèi)的交通數(shù)據(jù)；b.根據(jù)基于所述所述交通數(shù)據(jù)的一車輛產(chǎn)生模型來將車輛分布到所述待仿真路段上；c.根據(jù)所述交通數(shù)據(jù)計算OD矩陣并根據(jù)所述OD矩陣分配所述待仿真路段的交通出行量；d.根據(jù)所述交通出行量和基于所述交通數(shù)據(jù)的一車輛行駛行為模型再現(xiàn)車輛在所述待仿真路段的運動數(shù)據(jù)。
文檔編號G08G1/00GK103116608SQ20131001961
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者馬云龍, 王堅 申請人:同濟(jì)大學(xué)