[发明专利]一种平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法

说明书

本发明提出一种平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：初始化新到达的车辆的相关参数；步骤S2：更新交叉口所有车辆的状态；步骤S3：判断所述新到达的车辆满足的情况；步骤S4：规划新到达的车辆轨迹与具有临时轨迹的车辆的轨迹；步骤S5：更新固定轨迹和临时轨迹；步骤S6：判断模拟时间是否达到分析周期的结尾，若达到，则模拟停止，若未达到，则返回步骤S1。本申请是一种基于最优控制的平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法。该方法基于最优控制理论，根据车辆进入交叉口的不同情况分别建模，模拟交通流轨迹离散性。

技术领域

本发明涉及交通流轨迹模拟方法，尤其涉及一种平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法。

背景技术

由于交叉口内部车道划分弱化，交通流轨迹离散性是交叉口内交通流运行的一个重要特征。然而，目前交叉口的交通流轨迹模拟方法主要沿用路段的轨迹模拟方法，车流沿虚拟的车道运行，对冲突交通流轨迹在交叉口内部二维空间上的离散性，未见有针对性的模拟方法，并且也未检索到这类模型的发明专利。

经对现有技术的文献检索发现，有关交叉口冲突交通流轨迹离散性研究主要包括以下两个方面：

1、冲突让行行为分析。冲突让行行为分析主要研究对象为交叉口车辆运行中存在冲突的流向，如直行车流和对向左转车流。基于离散决策模型的研究主要集中在对向车流间隙是否能够通行车辆，以及车流间隙通行车辆的影响机制。大量基于经验和驾驶模拟器的研究表明，车辆的冲突让行行为是一个内在的复杂过程，受各种因素的影响，包括几何设计、交通状况、车辆特征和驾驶员特征等。代表性研究包括“Differentiating betweenleft-turn gap and lag acceptance at unsignalized intersections as a functionof the site characteristics”、“Analyzing drivers’crossing decisions atunsignalized intersections in China”、“A measurement to driving situationawareness in signalized intersections”等。

2、微观交通流模型是模拟车辆微观运行情况的方法，可用于揭示交通流运行规律，并对设计、控制和管理方案进行评价。主要有跟驰模型、元胞自动机模型、社会力模型和最优控制模型等。交通管理和信号控制是现有研究关注的影响因素。代表性著作包括《交通流理论》、《基于元胞自动机的交通系统建模与模拟》等。

上述介绍中，方法1冲突让行行为分析是离散决策模型，为了计算车流间隙和影响因素，假设冲突运动的轨迹是预先确定的，而忽略了交通流轨迹的离散性。方法2微观交通流模型的研究主要是基于车道的，针对交叉口的二维平面空间的交通流模型研究较少，且主要针对单个车辆进行轨迹控制，在现有的交通流分析中忽略了对冲突车流整体轨迹离散性的解析。因此，现有技术缺乏针对交叉口冲突交通流轨迹离散性较为科学合理的模拟方法。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于最优控制的平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法，基于最优控制理论，根据车辆进入交叉口的不同情况分别建模，模拟交通流轨迹离散性。

为达到上述目的，本发明提出一种平面交叉口冲突交通流轨迹离散性模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：初始化新到达的车辆的相关参数；

步骤S2：更新交叉口所有车辆的状态；

步骤S3：判断所述新到达的车辆满足的情况；

步骤S4：规划新到达的车辆轨迹与具有临时轨迹的车辆的轨迹；

步骤S5：更新固定轨迹和临时轨迹；

步骤S6：判断模拟时间是否达到分析周期的结尾，若达到，则模拟停止，若未达到，则返回步骤S1。