基于智能体交通流模拟的道路仿真平台制造技术

本发明专利技术提供一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台；包括数据导入单元、场景建模单元、智能体交通流模拟单元、实时渲染单元和演示单元；数据导入单元用于导入并解析道路设计文件和建筑信息模型，对解析数据进行识别并分类；场景建模单元用于完成场景模型建模；智能体交通流模拟单元用于通过基于CUDA智能体交通流模拟方法进行交通流模拟；实时渲染单元用于通过虚幻引擎将交通流模拟仿真结果与骨骼动画模型绑定，通过实时渲染实现场景模型可视化和交通流模拟仿真同步；演示单元用于展示场景模型和交通流模拟的仿真效果；本发明专利技术可以解决在同一个平台内不能实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步，对道路设计效率影响较大且容易出错的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于智能体交通流模拟的道路仿真平台
本专利技术涉及道路设计工程仿真
，具体涉及一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台。
技术介绍
在道路设计的过程中，可以通过使用BIM(建筑信息模型)对设计的道路周边情况进行模拟仿真，包括房屋、山体、河流、植被等等，实现工程可视化。除了上述固定物体外，道路上的交通流也是道路设计的主要考虑因素之一，交通流会影响道路的宽度、车道数、匝道长度，等等；所以在道路设计的过程中也需要同时对交通流进行模拟仿真。为实现上述效果，通常是使用一系列软件和软件的组合，搭建一个设计平台，在平台中导入道路的设计图纸，实现三维仿真。但是在现有技术中，道路、山体、河流、植被的仿真平台，以及交通流的仿真平台，通常选用的是两种不同的仿真平台。在实际仿真的过程中，一般是先在一个平台上进行建筑信息模型的工程可视化仿真，然后再去另一个平台进行交通流模拟仿真。这样就会造成这两个环节在技术上脱节，如果设计人员修改了设计图纸，只能分别在两个平台上进行仿真，查看修改后的效果。有可能出现建筑信息模型的工程可视化仿真能通过，但交通流模拟仿真就发现问题了；再次修改后，交通流模拟仿真能通过，但建筑信息模型的工程可视化仿真又发现问题了。因此，在同一个平台内不能实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步，很大的影响了道路设计的效率；而且反复在不同的平台中切换，容易出错。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，以解决现有技术中存在的在同一个平台内不能实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步，对道路设计效率影响较大且容易出错的技术问题。本专利技术采用的技术方案是，一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台；在第一种可实现方式中，包括数据导入单元、场景建模单元、智能体交通流模拟单元、实时渲染单元和演示单元；数据导入单元用于向仿真平台导入并解析道路设计文件和建筑信息模型，还用于对解析数据进行识别并分类；场景建模单元用于根据分类后的解析数据完成场景模型建模；智能体交通流模拟单元用于通过基于CUDA智能体的交通流模拟方法进行交通流模拟；实时渲染单元用于通过虚幻引擎将智能体交通流模拟的仿真结果与骨骼动画模型进行绑定，通过实时渲染的方式，实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步；演示单元用于展示场景模型和交通流模拟的仿真效果。结合第一种可实现方式，在第二种可实现方式中，将基于CUDA智能体的交通流模拟方法写入动态链接库，形成DLL库文件并存储在智能体交通流模拟单元中。结合第二种可实现方式，在第三种可实现方式中，在进行交通流模拟时，仿真平台直接实时调用DLL动态链接库进行仿真。结合第三种可实现方式，在第四种可实现方式中，当对道路设计文件进行修改后，仿真平台自动关联载入修改数据，再解析修改数据进行场景初始化建模，并将修改数据提供给DLL库文件计算，实时更新智能体交通流模拟的仿真结果，然后重新对场景模型与智能体交通流模拟进行实时渲染。结合第一种可实现方式，在第五种可实现方式中，基于CUDA智能体的交通流模拟方法，包括以下步骤：S1.结合建筑信息模型进行场景三维建模；S2.对场景内的所有可运动单元进行智能体化，得到多个智能体；S3.设置智能体的边界条件；S4.根据场景内的道路信息，设置智能体在场景内的初始坐标与行为目的地；S5.根据场景内的道路信息使用寻径算法，在并行计算架构下同时计算多个智能体的行为策略；S6.根据多个智能体的行为策略，在并行计算架构下同时计算并更新多个智能体的实时坐标；S7.根据多个智能体的初始坐标和实时坐标，在场景内显示多个智能体的运动轨迹，完成交通流的模拟。结合第一种可实现方式，在第六种可实现方式中，仿真平台的工作流程如下：导入道路设计文件和建筑信息模型；对数据进行解析，完成数据的识别和分类；根据可分类识别的数据进行场景模型建模；进行智能体交通流模拟；通过实时渲染将场景模型和智能体交通流的仿真结果进行同步展示。结合第一种可实现方式，在第七种可实现方式中，在进行建筑信息模型导入时，将建筑信息模型将拆分为图形模型和数据模型，通过自定义字段进行分类处理，转换成标准化模型。由上述技术方案可知，本专利技术的有益技术效果如下：1.将道路设计文件和建筑信息模型解析、虚幻引擎实时渲染效果、基于CUDA智能体的交通流模拟进行有效的整合，构建出一个基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步。2.融合设计与仿真在同一个开发平台中相互关联，实现当设计修改时仿真跟着修改的联动效果，不需要额外在单独的CAE仿真软件中进行单独建模和编辑，可以直接在同一个平台中得出仿真结果。对于特殊及复杂交通方案，可进行省时、优化的仿真，减少因方案调整在CAE软件中需要重新建模并计算带来的人力和时间消耗。3.将建筑信息模型数据拆分为图形模型和数据模型，通过自定义字段进行分类处理，转换成标准化模型，实现多源异构数据的导入。。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术实施例1的系统框图。图2为本专利技术实施例1的系统工作流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。实施例1如图1所示，本专利技术提供一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台；包括数据导入单元、场景建模单元、智能体交通流模拟单元、实时渲染单元和演示单元；数据导入单元用于向仿真平台导入并解析道路设计文件和建筑信息模型，还用于对解析数据进行识别并分类；场景建模单元用于根据分类后的解析数据完成场景模型建模；智能体交通流模拟单元用于通过基于CUDA智能体的交通流模拟方法进行交通流模拟；实时渲染单元用于通过虚幻引擎将智能体交通流模拟的仿真结果与骨骼动画模型进行绑定，通过实时渲染的方式，实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步；演示单元用于展示场景模型和交通流模拟的仿真效果。如图2所示，以下对实施例1工作原理进行详细说明：1.导入道路设计文件和建筑信息模型，对数据进行解析，完成数据的识别和分类使用数据导入单元将各类型的设计文件导入平台，包括道路的二维图纸、三维图纸、各类BIM(建筑信息模型)；文件的格式包括DWG、DXF、FBX、DGN，等等。首先通过数据导入单元进行文件格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，其特征在于：包括数据导入单元、场景建模单元、智能体交通流模拟单元、实时渲染单元和演示单元；/n所述数据导入单元用于向仿真平台导入并解析道路设计文件和建筑信息模型，还用于对解析数据进行识别并分类；/n所述场景建模单元用于根据分类后的解析数据完成场景模型建模；/n所述智能体交通流模拟单元用于通过基于CUDA智能体的交通流模拟方法进行交通流模拟；/n所述实时渲染单元用于通过虚幻引擎将智能体交通流模拟的仿真结果与骨骼动画模型进行绑定，通过实时渲染的方式，实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步；/n所述演示单元用于展示场景模型和交通流模拟的仿真效果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，其特征在于：包括数据导入单元、场景建模单元、智能体交通流模拟单元、实时渲染单元和演示单元；
所述数据导入单元用于向仿真平台导入并解析道路设计文件和建筑信息模型，还用于对解析数据进行识别并分类；
所述场景建模单元用于根据分类后的解析数据完成场景模型建模；
所述智能体交通流模拟单元用于通过基于CUDA智能体的交通流模拟方法进行交通流模拟；
所述实时渲染单元用于通过虚幻引擎将智能体交通流模拟的仿真结果与骨骼动画模型进行绑定，通过实时渲染的方式，实现场景模型可视化和交通流模拟仿真的同步；
所述演示单元用于展示场景模型和交通流模拟的仿真效果。


2.根据权利要求1所述一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，其特征在于：将基于CUDA智能体的交通流模拟方法写入动态链接库，形成DLL库文件并存储在智能体交通流模拟单元中。


3.根据权利要求2所述一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，其特征在于：在进行交通流模拟时，仿真平台直接实时调用DLL动态链接库进行仿真。


4.根据权利要求3所述一种基于智能体交通流模拟的道路仿真平台，其特征在于：当对道路设计文件进行修改后，仿真平台自动关联载入修改数据，再解析修改数据进行场景初始化建模，并将修改数据提供给DLL库文件计算，实时更新智能体交通流模拟的仿真结果，然后重新对场景模型与智能体...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆亮，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50