[发明专利]基于车辆间相互作用势的入口匝道交通流模型仿真方法

摘要

本发明涉及一种基于车辆间相互作用势的入口匝道交通流模型仿真方法。考虑了入口匝道上下游车辆和欲通过入口匝道车辆之间的相互作用，提出了基于车辆间相互作用势的入口匝道系统交通流模型。相对于以往的模型，新模型着重考虑了入口匝道上下游车辆密度对驾驶员进行匝道通行决策的影响。

主权项

一种基于车辆间相互作用势的入口匝道交通流模型仿真方法，用于模拟在没有加速道的入口匝道处的交通流情况，主道与匝道通过元胞C1连接；定义C1上游的主道，匝道和C1下游的主道包含元胞C1分别为A道，B道和C道；车辆从左向右行驶。A道与B道头车分别为Alead与Blead，C道尾车为Clast，A道驶入概率为pm，B道驶入概率为pr，其特征在于，所述的方法包括：在每一个时间步，考察A道头车Alead与B道头车Blead是否能进入元胞C1，到达或驶过元胞C1这两种情况均称为进入C1；只要Alead或Blead无法进入，则A道与B道车辆不会相互影响，正常更新各道路车辆速度与位置；当Alead与Blead能同时进入C1时，驾驶员的入口匝道通行策略将受到匝道口上下游随机车辆密度状况的影响；模型假定：Alead驾驶员受到C1下游Sm段的车辆密度状况影响，而Blead驾驶员则关心C1上游主道Sr段的车辆密度状况；Alead的匝道口状态转移概率为ptm，Blead的匝道口状态转移概率为ptr；匝道口状态转移概率概率的计算方法如下：ptm=c0exp(-Utm(σSm))Δt---(1)]]>ptr=c0exp(-Utr(σSr))Δt---(2)]]>其中：表示当Alead驾驶员作出匝道通行策略时受Sm段车辆密度影响的相互作用势，表示Blead驾驶员受Sr段车辆密度影响的相互作用势；两者的计算方法如下：Utm(σSm)=JtmQtmΣj=1QtmσSm(j)---(3)]]>Utr(σSr)=JtrQtrΣj=1QtrσSr(j)---(4)]]>其中，Jtm与Qtm分别为Alead驾驶员受到Sm段车辆的相互作用势强度与势长度，Jtr和Qtr分别为Blead驾驶员受到Sr段车辆的相互作用势强度与势长度，与分别为Sm段和Sr段的第j个元胞的序参量，被车占用时取值为1，未被车占用时取值为0；如果ptm＞ptr，则Alead正常行驶，Blead最多只能行驶至C1前一个元胞而无法进入C1；如果ptm＜ptr，则Blead正常行驶，Alead最多只能行驶至C1的前一个元胞；如果ptm＝ptr，为了保证主道行驶的优先权，行驶情况与ptm＞ptr相同；按照上述规则，每个仿真步最多只有一辆车通过C1。