[发明专利]基于可变元胞的城市多点循环式紧急疏散与仿真推演方法

权利要求书

1.基于可变元胞的城市多点循环式紧急疏散与仿真推演方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、初始化交通疏散路网，指定多个停车点、多个疏散点和多个安全点，并获取交通状态；

S2、将实际路网及疏散场景映射到以可变元胞传输模型为基础的虚拟路网；

S3、建立车辆多对多循环往复式疏散的路径选择模型，并建模进行参数求解，得到车辆的疏散路径和最小疏散时间；

S4、在虚拟路网中对确定场景下求解的疏散路径进行即时仿真预演评价，所述仿真预演评价包括评价指标；

S5、根据仿真预演评价诊断是否存在疏散瓶颈，不存在则输出疏散路径及评价指标；存在则优化瓶颈后重复步骤S2-S4，直至消除疏散瓶颈或者达到疏散目标，其中，当路段延误D_xl、交叉口延误D_yc均分别超过设定的阈值D_x0、D_y0且未达到疏散目标时，判断为存在疏散瓶颈；

其中，所述S3具体包括：

S301、设疏散网络为G＝(P,e,S,R)，P＝{P₁,P₂,…,P_m}为有限停车点的集合；E＝{E₁,E₂,…,E_n}为有限疏散点的集合；S＝{S₁,S₂,…,S_q}为有限安全点的集合，R为网络中有限弧的集合；

S302、基于可变元胞传输模型，以总疏散时间最小为目标建立车辆多对多循环疏散的路径选择模型；

S303、求解路径选择模型，得到车辆的完整疏散路径和最小疏散时间；

所述S302中，车辆路径选择时应遵循疏散计划，公式如下：

其中，m_k为每个安全点到达的车辆数；n_l为每个疏散点需要的车辆数；Γ^-1(i)为元胞i的上游相邻元胞集；p表示元胞i的上游相邻元胞；为t时段从元胞p到元胞i的流量；Γ(i)为元胞i的下游相邻元胞集；j表示元胞i的下游相邻元胞；为t时段从元胞i到元胞_j的流量；n_i为元胞i需要的车辆数，此时元胞i处于疏散点上；C_e为表示疏散点的元胞集；T为时间间隔；

其中，所述S302中使用A*算法建立代价估值函数来优化路径，估值函数如下：

F(i)＝G(i)+H(i) i∈C

其中F(i)表示疏散起点到元胞i再到疏散终点的代价预估值，G(i)表示疏散起点到元胞i代价实际消耗值，H(i)表示元胞i到疏散终点的代价预估值；C表示元胞的集合,c_i1表示元胞i到疏散起点的距离预估值；d_i表示元胞i到疏散起点的距离；d_(i)max表示元胞i到疏散起点的最大距离；c_i2表示元胞i到疏散终点的距离预估值；S_i表示元胞i到疏散终点的路程；S_(i)max表示元胞i到疏散终点的最大路程；c_i3表示由路网中已有车辆造成的元胞i的拥挤度预估值；W_i表示元胞i已有的车辆数，车辆不包括规划的车辆；N_(i)max表示元胞i最大可容纳的车辆数；c_i4表示在k时刻规划第z辆车的下一步路径时，由已经规划的z-1辆车造成的元胞i的拥挤度预估值；∑w_zi表示元胞i已经进入的规划车辆总数；表示c_i1的系数；表示c_i2的系数；表示c_i3的系数；表示c_i4的系数；

优化的目标函数为代价预估值最小：Z₂＝minF(i)。

2.根据权利要求1所述的基于可变元胞的城市多点循环式紧急疏散与仿真推演方法，其特征在于，S1中包括以下子步骤：

S101、确定疏散场景；

S102、定义路网的静态特征参数；

S103、获取疏散路网的动态交通流状态。