[发明专利]面向道路安全评价的微观交通流仿真方法

摘要

本发明属于道路设计技术领域，具体涉及一种面向道路安全评价的微观交通流仿真方法，包括：对于每种车辆，按照下列的公式计算车辆在采取制动措施后的行驶路长；确定计算当前车辆与前导车辆理论上应保持的安全间距S1的公式；确定车辆在与前车的跟驰过程中期望与前车保持的安全间距，并确定驾驶员对目标车道上后方车辆感知的安全间距；确定驾驶员的跟驰规则和换道规则，并建立基于元胞自动机的仿真模型；根据直线道路的设计长度，选择不同的道路车辆密度，进行仿真，并确定安全级别。本发明从驾驶员的心理特征出发，将各种外界和内在影响因素量化，对驾驶员持续行驶过的直线道路的过程进行仿真，使本发明的结论基础具有相当的真实性。

主权项

1.一种面向道路安全评价的微观交通流仿真方法，包括如下方法：第一步：对于每种车辆，按照下列的公式计算车辆在采取制动措施后的行驶路长其中t₁为反应及动作阶段，t₂为减速度增长阶段，V为减速前的车速，a_max为车辆的最大减速度；第二步：确定计算当前车辆与前导车辆理论上应保持的安全间距S₁的公式；第三步：根据公式S＝S₁·β₁·β₂·β₃·β₄确定车辆在与前车的跟驰过程中期望与前车保持的安全间距，根据公式S′＝S₁·β₁·β₂·β₃·β₄·β₅驾驶员对目标车道上后方车辆感知的安全间距，其中，道路直线长度对驾驶员服从安全间距的影响因数式中：t_l、Va车辆持续驶过的直线路段的时间；l为车辆持续驶过的直线路段的路长；Va为车辆进入直线路段到当前时刻的平均车速；ζ为固定参数；当前车辆行驶速度对驾驶员服从安全间距的影响因数β₂＝(V/V_max)^γ，式中：V为当前车辆的行驶车速，V_max为行车允许的最大车速，γ为固定系数；驾驶员生理和心理特征差异造成的对安全间距的服从影响因数式中：μ为对安全间距服从系数的均值，一般取1.2；σ为对安全间距服从系数的标准差，取1；当前的交通环境对驾驶员服从安全间距的影响因数β₄＝α/Density，式中：α为固定的调整参数，Density为某一时段道路上车辆的密度；为驾驶员换道感知误差引起的驾驶员对安全间距服从影响因数式中：S₁为计算的安全间距；l_{other_back}为当前车辆与目标换道车道上跟驰车辆的间距；V_{other_back}为当前车辆与目标换道车道上跟驰车辆的速度；V为当前车辆的车速；δ为固定的调整参数；第四步：确定驾驶员的跟驰规则和换道规则，并建立基于元胞自动机的仿真模型；第五步：令安全级别u(T，N，L)表示为共采集T秒，在路段长度为L，车辆总数为N的所有车辆安全间距冲突评级，确定计算安全级别的公式：u(T,N,L)=Σt=1T[(Σn=1N-1xn+1(t)-xn(t)Sn(t)+L-xN(t)+x1(t)SN(t))/N]/T,]]>式中：x_n(t)为第n车第t秒的位置，S_n(t)为第n辆车第t秒理论上计算的安全间距；第六步：根据直线道路的设计长度，选择不同的道路车辆密度，进行仿真，并确定安全级别，若安全评价级别较低，则判断需要修正直线道路的长度。