用于联网自主车辆的基于模拟的走廊设计制造技术

本公开提供了“用于联网自主车辆的基于模拟的走廊设计”。描述了一种用于生成基础设施管理计划的方法。所述方法可以包括经由区域交通模拟(RTS)模型确定联网和自动化车辆(CAV)集成交通流量的机遇发展地区。生成与机遇发展地区相关联的区域关键性能指标，并且使用局部交通模拟(LTS)模型对与机遇发展地区中的局部交通相关联的区域KPI进行建模。所述方法还可以包括：确定与机遇发展地区相关联的局部KPI；生成与机遇发展地区相关联的暂定交通解决方案；使用外反馈回路将LTS模型连接到RTS模型；以及经由RTS模型确定暂定交通解决方案的纹波效应。所述方法以响应于确认对区域KPI和局部KPI的改进而生成包括对LTS模型的改变的基础设施管理计划结束。设施管理计划结束。设施管理计划结束。

【技术实现步骤摘要】
用于联网自主车辆的基于模拟的走廊设计


[0001]本公开涉及基于模拟的基础设施设计，并且更具体地涉及具有用于联网自主车辆的专用车道的基于模拟的走廊设计。

技术介绍

[0002]由于联网和自动化车辆(CAV)与道路上的人类驾驶车辆集成，因此区域和局部道路基础设施管理者在解决交通流量、能源效率和驾驶员体验问题时遇到了新的挑战。一些区域规划机构和政府已经开始实施保证改进交通流量的专用CAV车道。走廊概念允许在专用CAV车道上进行高度自主驾驶，从而保证更好的交通流量、更高的能量效率和优异的乘坐者体验等。
[0003]然而，这是全新的机动性概念，涉及新的车辆类型以及缺乏知识和经验的重组。例如，仅完成密歇根州联网走廊概念的可行性阶段就需要整整两年时间。
[0004]关于这些和其他考虑因素，提出了本文的公开内容。

技术实现思路

[0005]描述了一种用于生成基础设施管理计划的方法。所述方法可以包括经由区域交通模拟(RTS)模型确定联网和自动化车辆(CAV)集成交通流量的机遇发展地区。生成与机遇发展地区相关联的区域关键性能指标，并且使用局部交通模拟(LTS)模型对与机遇发展地区中的局部交通相关联的区域KPI进行建模。所述方法还可以包括：确定与机遇发展地区相关联的局部KPI；生成与机遇发展地区相关联的暂定交通解决方案；使用外反馈回路将LTS模型连接到RTS模型；并且经由RTS模型确定暂定交通解决方案的纹波效应。所述方法以响应于确认对区域KPI和局部KPI的改进而生成包括对LTS模型的改变的基础设施管理计划结束。
附图说明
[0006]参考附图阐述具体实施方式。使用相同的附图标记可以指示类似或相同的项。各种实施例可以利用除了附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可能不存在于各种实施例中。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。在整个本公开中，根据上下文，单数和复数术语可以可互换地使用。
[0007]图1描绘了根据本公开的使用CAV走廊设计系统的联网和自动化车辆走廊设计的示例性流程图。
[0008]图2示出了根据本公开的用于图1的CAV走廊设计系统的基于模拟的设计框架的流程图。
[0009]图3描绘了根据本公开的云计算环境。
[0010]图4描绘了根据本公开的用于生成基础设施管理计划的示例性方法的流程图。
具体实施方式
[0011]下文将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例性实施例，并且示例性实施例不旨在为限制性的。
[0012]然而，CAV车道指定是全新的机动性概念，涉及新的车辆类型和重组CAV车道设计和集成，其中由于此类基础设施刚起步，因此知识和经验可能无法提供明确的设计指南。提供用于集成宏观尺度和微观尺度建模两者的系统和方法可能是有利的，其中宏观尺度设计模型被反馈到微观尺度模型中以测试局部和区域基础设施变化的影响。
[0013]此外，本公开的实施例可以提供对微观尺度(例如，一英里或更小地区中的局部道路机遇发展地区)的系统变化的预测和不可预测的影响，因为它们在所述区域的其他地区(例如，宏观尺度，诸如城市或类似的地理研究地区)造成影响。此系统的一个主要效果是能够基于从宏观水平和微观水平收集和分析数据的系统方法来识别新的行驶模式。此系统可以使用来自单个现有CAV走廊的数据作为提供测试和预测分析的模型来帮助开发CAV走廊。
[0014]在为传统行驶模式(轿车、卡车、自行车等)构建基础设施和设计交通解决方案方面存在大量经验。然而，CAV代表了一种从根本上说为新的行驶模式。虽然目前确实存在来自其他(非CAV)运输模式(诸如BRT(快速公共汽车))的工程实践的一些知识传输，但是没有用于设计有效/高效的CAV走廊的直接经验或“手册”。示例包括设计CAV与基础设施之间的关系(例如，交通信号定时或走廊入口/出口)、CAV间关系(例如，编队策略)以及管理CAV与常规车辆、行人、自行车和其他运输方式之间的交互。此外，州和当地政府拥有超过70年的交通建模和交通模拟数据，这些数据可以为CAV车道和其他基础设施的设计提供重要的数据点。根据本公开的实施例描述的CAV走廊设计系统可以以集成的和自我改进的方式利用这些来源来获取实时和历史规划数据，以生成满足局部和区域需求的CAV走廊设计输出。
[0015]常规的建模和交通模拟可以用作使用宏观建模、微观建模和纳米级建模的本CAV走廊设计系统的输入。如本文中所使用的，宏观建模方法可以作为整体来检查大都市行驶模式。在一些方面，宏观模型方法还在道路级别而不是在各个车辆的级别检查总体流量。这可以提供人们如何通过大都市区的长期规划。
[0016]如本文所使用的，细观建模方法可以用于共享机动性和基于主体的建模。这种方法检查给定区域中的行驶者进行的各个行程，这使得这种建模方法可用于多模式研究。细观建模可以模拟各个行程，并且可以补充其他建模方法。微观建模还可以模拟各个车辆的移动并且检查局部影响(诸如例如，对交通信号的实施或改变)。这种方法表示用于检查车辆对车辆(V2V)、车辆对基础设施(V2I)和CAV通信的最详细的建模类型。
[0017]根据一个或多个实施例，CAV走廊设计系统可以以独特的、集成的和迭代的方式应用运输建模和交通模拟，以帮助回答关键的设计问题，包括1)所提议基础设施的物理外观，诸如可接受的入口/出口点、中心或沿路沿的专用车道以及其他物理属性，2)交通控制效果，诸如CAV的交通信号优先级、允许的转弯移动和其他此类设计决策，以及3)可变行为，诸如车辆行为，包括车道内外的CAV变化行为，以及车辆与基础设施之间的连接类型，以及其他查询。
[0018]图1描绘了根据本公开的使用CAV走廊设计系统100的联网和自动化车辆走廊设计的示例性流程图。由于CAV走廊需要道路结构、邻近土地使用和其他基础设施的转变，因此需要设计标准和关键性能指标(KPI)以供有效使用和有效投资。然而，设计CAV走廊既完全
新颖又过于复杂(过多的交互和参与)，以至于经典的优化或“试错”试验方法无法有效地工作。
[0019]CAV走廊设计系统100可以协调链接建模和设计的迭代和集成解决方案的元素，并且包括多尺度建模，所述多尺度建模包括用于操作水平保真度的微观建模和各个车辆行为的模拟，所述模拟可以包括在车辆内层级与纳米级模型的协同模拟，其模拟详细的自主车辆(AV)逻辑。提供当前网络状况的现有交通模型105可以用作基于模拟的设计框架120的输入。实施例还可以包括用于基于活动的模型的细观输入以模拟共享使用和多模态(例如，行驶者可以将踏板车带到CAV走廊上的枢纽以转移到自动化走廊运输班车)。这些可以包括局部交通模拟(LTS)模型115。
[0020]实施例还可以包括使用区域交通模拟(RTS)模型110的宏观区域影响分析，所述模型可以包括具有迭代反馈的细观和微观尺度的输入。
[0021]基于模拟的设计框架120可以用于将各种数据集(例如，行驶需求、交通信号时序等)与用户调查以及监管和政策本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于生成基础设施管理计划的方法，其包括：经由执行区域交通模拟(RTS)模型的处理器确定联网和自动化车辆(CAV)集成交通流量的机遇发展地区；经由所述处理器生成与所述机遇发展地区相关联的区域关键性能指标(KPI)；经由所述处理器使用局部交通模拟(LTS)模型对与所述机遇发展地区中的局部交通相关联的区域KPI进行建模，确定与所述机遇发展地区相关联的局部KPI；基于所述区域KPI生成与所述机遇发展地区相关联的暂定交通解决方案；经由所述处理器使用外反馈回路将所述LTS模型连接到所述RTS模型并且对所述暂定交通解决方案进行建模，以及经由所述RTS模型确定所述暂定交通解决方案的纹波效应，其中所述纹波效应与对所述LTS模型的改变相关联；以及响应于确认对所述区域KPI和所述局部KPI的改进而生成包括对所述LTS模型的所述改变的所述基础设施管理计划。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述RTS模型包括被编程用于微观交通模拟的宏观交通模拟工具。3.根据权利要求1所述的方法，其中与区域交通相关联的所述区域KPI包括平均行驶时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中与区域交通相关联的所述区域KPI包括平均行驶速度。5.根据权利要求1所述的方法，其中与区域交通相关联的所述区域KPI包括体积容量比。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述LTS模型包括微观交通模拟工具，所述微观交通模拟工具被编程用于生成交通流量、队列长度、交通延误和交通安全信息的关键性能指标数据。7.根据权利要求1所述的方法，其中确定用于改进所述区域KPI的所述机遇发展地区包括：收集行驶需求数据；收集道路网络数据；收集具有与一个或多个预期区域交通基础设施变化相关联的数据的基础设施变化信息；以及基于所述行驶需求数据、道路网络数据和所述基础设施变化信息中的一者或多者对交通状况进行基准测试。8.一种系统，其包括：处理器；以及用于存储可执行指令的存储器，所述处理器被编程为执行所述指令以：经由区域交通模拟(RTS)模型确定联网和自动化车辆(CAV)集成交通流量的机遇发展地区；生成与所述机遇发展地区相关联的区域关键性能指标(KPI)；使用局部交通模拟(LTS)模型对与所述机遇发展地区中的局部交通相关联的区域KPI
进行建模，确定与所述机遇发展地区相关联的局部KPI；基于所述区域KPI生成与所述机遇发展地区相...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿查克，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：