一种基于并行计算的大规模交通仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于并行计算的大规模交通仿真系统及方法，包括车辆在道路上的涌现，消失；道路划分车道方法；车辆在道路上按车道行驶、跟驰、选道、换道方法；大规模车辆并行仿真方法。本发明专利技术主要针对现有车辆仿真系统的性能低下、无法适应大规模城市路网交通仿真状况的不足，结合大规模并行计算与物理计算，模拟车辆在城市路网中的交通行为，以大量的交通个体微观仿真行为，去逼近城市路网规模化的流量趋势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于并行计算的大规模交通仿真系统及方法
本专利技术属于交通控制
，尤其涉及一种基于并行计算的大规模交通仿真系统及方法。
技术介绍
随着社会的不断发展，人们的生活越来越富足，开始不断地向城市迁移，同时随着经济的发展，自驾出行已经变成了更多人的出行首选方式，这让城市不断扩大并且繁荣的同时，也给城市的交通带了极大的挑战，使交通路网越来越复杂和庞大，虽然交通行业和计算机行业的技术的不断发展并且更新迭代出现了车联网，智能交通系统(ITS，IntelligentTransportSystem)，等一些先进的概念或者先进的解决方案和技术从计算机角度或者交通行业交通，使城市为了应对当前交通问题，从而做出的交通规划的方式越来越先进，越来越完善。虽然技术的更新是交通规划更加完善，但是随着人口的不断迁移至城市的同时，交通的压力的不断加剧，现有这些技术随着车辆不断增多从而导致性能的下降又不能完全的真实的反应车辆在道路上的拥塞情况，往往投入大量的人力物力成本的这些交通方案，由于对整体交通的把控或者部分交通的掌握不完全，导致了只能达到对交通问题的一时的解决，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于并行计算的大规模交通仿真系统，其特征在于，包括车辆流量统计及计算模块、车辆位置及方向控制模块、分道模块、车辆变道模块、车辆选路控制模块、车辆路口行车模块、数据存储模块以及并行计算模块；/n所述车辆流量统计及计算模块，用于获取当前所有道路上的车流量数据；/n所述车辆位置及方向控制模块，用于控制车辆的行进方向；/n所述分道模块，用于获取车辆在车道上的行驶路点；/n所述车辆变道模块，用于计算得到变道所需的点、变道结束点以及车辆变道方向；/n所述车辆选路控制模块，用于车辆在当前道路行驶结束后，确定车辆下一次行驶的道路；/n所述车辆路口行车模块，用于计算得到车辆在路口的行驶方向及位置；/n所...

【技术特征摘要】
1.一种基于并行计算的大规模交通仿真系统，其特征在于，包括车辆流量统计及计算模块、车辆位置及方向控制模块、分道模块、车辆变道模块、车辆选路控制模块、车辆路口行车模块、数据存储模块以及并行计算模块；
所述车辆流量统计及计算模块，用于获取当前所有道路上的车流量数据；
所述车辆位置及方向控制模块，用于控制车辆的行进方向；
所述分道模块，用于获取车辆在车道上的行驶路点；
所述车辆变道模块，用于计算得到变道所需的点、变道结束点以及车辆变道方向；
所述车辆选路控制模块，用于车辆在当前道路行驶结束后，确定车辆下一次行驶的道路；
所述车辆路口行车模块，用于计算得到车辆在路口的行驶方向及位置；
所述数据存储模块，用于利用结构体存储每一辆车的所有行驶数据；
所述并行计算模块，用于将大规模交通仿真系统按照上述各模块进行拆分，并将拆分后的模块按照各自的功能并行化处理。


2.根据权利要求1所述的基于并行计算的大规模交通仿真系统，其特征在于，所述车辆位置及方向控制模块包括车辆起始位置控制单元、车辆运动位置单元、车辆起始方向单元以及车辆运动方向单元；
所述车辆起始位置控制单元，用于初始化车辆行驶道路和位置；
所述车辆运动位置单元，用于对车辆在道路以及路口上的行驶控制；
所述车辆起始方向单元，用于初始化车辆在道路上或路口上的方向；
所述车辆运动方向单元，用于确定车辆在道路上的运动方向。


3.根据权利要求1所述的基于并行计算的大规模交通仿真系统，其特征在于，所述分道模块包括车辆车道选定单元以及车辆偏移距离计算单元；
所述车辆车道选定单元，用于确定车辆行驶的车道；
所述车辆偏移距离计算单元，用于根据车辆偏移原路点的距离得到偏移路点。


4.根据权利要求1所述的基于并行计算的大规模交通仿真系统，其特征在于，所述车辆变道控制模块包括车辆变道点计算单元、车辆变道方向计算单元以及车辆变道方式选取单元；
所述车辆变道点计算单元，用于根据最近车道以及变道次数与车辆换道方向计算得到车道偏移距离，并根据车道偏移距离计算得到变道所需的点；
所述辆变道方式选取单元，用于根据变道车道所需的点计算得到变道结束点；
所述车辆变道方向计算单元，用于根据变道结束点计算得到车辆变道方向。


5.一种基于并行计算的大规模交通仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、使用道路ID标识每条道路，以及使用路口ID标识每个路口，构建路网拓扑结构；
S2、根据所述路网拓扑结构利用曲线算法为所有道路生成离散路点数据，并利用道路ID对每条道路路点数据进行存储；
S3、获取当前所有道路上的车流量数据，并利用所述车流量数据分配每条道路的初始车辆，并通过截取被分配车辆的道路路点数据中的第一个数据和第二个数据形成车辆的起始行进方向，并将第一个数据的位置作为车辆的起始位置；
S4、根据所述车辆的起始位置获取当前车辆所在道路的路点ID区间，并使车辆按照所述起始方向行进，并判断车辆是否行至当前道路的路点ID区间的末尾，若是，则进入步骤S5，否则，车辆继续按照所述起始方向行进，直至行至当前道路的路点ID区间的末尾，并进入步骤S5；
S5、获取下一个路点ID区间，并将下一个路点ID区间的末尾和起始路点组成向量作为车辆的下一个路点ID区间的行进方向；
S6、根据下一个路点ID区间中的道路路点数据，判断车辆是否行驶到当前车辆所朝方向的道路末尾预设的范围内，若是，则计算车辆的下一条道路ID，并进入步骤S7，否则，根据网路拓扑结构获取当前车辆所在车道能到达的下一条道路，并进入步骤S7；
S7、根据下一条道路ID计算得到车辆当前到达下一道条路的最近车道以及变道次数；
S8、根据最近车道以及变道次数与车辆换道方向计算得到车道偏移距离，并根据车道偏移距离计算得到变道所需的点；
S9、根据所述变道所需的点计算得到变道结束点；
S10、根据所述变道结束点计算得到车辆变道方向；
S11、使车辆按照所述车辆变道方向行进，直至车辆到达变道结束点，并判断变道次数是否为0，若是，则进入步骤S12，否则，返回步骤S7；
S12、清除车辆道路数据，并利用下一条道路ID以及当前车辆行所在车道计算得到当前车辆所需的路口路点数据，清除车辆道路数据，并加载所述当前车辆所需的路口路点数据，并判断当前车辆是否在起始方向上行进，若是，则进入步骤S13，否则，返回步骤S3；
S13、对所有车辆的数据进行处理，并利用结构体对处理后的数据进行存储，并将步骤S3至步骤S12封装为并行计算模块；
S14、利用车头发出射线对前方车辆进...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓曦，胡顺尧，黄世贤，李柯，郑皎凌，乔少杰，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川;51