【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通仿真，尤其涉及一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法及系统。
技术介绍
1、vissim仿真软件是一款集道路交通、公共交通、行人仿真于一体的交通仿真软件工具，其不仅能够对路网的各类交通元素进行精准的仿真，还能够输出多种类的交通数据评价，是交通研究中热门的微观仿真建模软件。vissim仿真软件内置的跟驰模型为wiedemann模型，是一种反映两车之间跟车距离的驾驶员生理—心理类跟车模型，在模拟人工驾驶车辆时具有良好的效果。而随着自动驾驶技术以及车联网的迅速发展，对网联自动驾驶车辆建模以及网联自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合交通流的研究日益增长。
2、目前，通常通过对优化速度类跟驰模型(ov、gf、fvd等模型)的扩展和衍生进行网联自动驾驶车辆的建模。其中，优化速度类跟驰模型是通过车头间距等参数决定车辆的最优速度，同时考虑跟驰车速度、跟驰车辆与前导车辆的速度差等因素，描述交通流中的跟驰现象的一种模型，其因变量为跟驰车辆的加速度。通过vissim仿真软件对网联自动驾驶车辆与人工驾驶车辆的混合交通流进行仿真，车流中的人工驾驶车辆可用vissim内置的wiedemann模型来描述，而网联自动驾驶车辆可由优化速度类跟驰模型进行描述。
3、由于vissim系统内置的wiedemann模型仅适用于描述人工驾驶车辆，而针对网联自动驾驶车的跟驰仿真，需要采用用户自行设计的、非系统内置的优化速度类跟驰模型。由于优化速度类跟驰模型的因变量为跟驰车辆的加速度，而vissim仿真软件并不允许用户在仿真进行时
4、目前，通过vissim仿真软件实现优化速度类跟驰模型仿真的最优方案是使用软件中api模块的“外部驾驶员接口(edm)”服务，即通过与外部软件的联合仿真，令路网中一辆或者多辆车采用用户控制算法，以实现对用户跟驰模型的仿真。然而，这一方法多用于车企对其开发的自动驾驶控制算法的仿真测试，增大了仿真成本和操作难度。
5、而若通过传统的com口外部调用方法，在排除wiedemann模型影响的基础上实现优化速度类跟驰模型的仿真，由于在仿真过程中vissim仿真软件仅允许用户修改车辆的速度、期望速度而非加速度，用户则需要通过单步仿真的方法，在软件仿真过程中，按照一定的频率读取采用优化速度类跟驰模型的车辆的速度、车头间距和与前车的速度差等数据，基于读取的数据，在外部调用程序里通过优化速度模型计算出这些车辆的加速度，进而推算出下一时刻的对应的速度，并通过com口进行车辆速度的修改。通过在每一操作周期下都进行上述读取-外部调用程序计算-修改的方式，实现用户跟驰模型的仿真。
6、由于上述方法需要vissim仿真软件和外部调用程序联合仿真时在每一操作周期下都进行大量的数据交互，受限于对计算机资源的占用，外部调用程序的操作频率并不能达到较高水平，而该频率又直接影响到仿真的精度，对于多跟驰模型混合交通流仿真的场景，通过这一方法仿真的优化速度类跟驰模型误差较大，且仿真速度较慢。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法及系统，利用vissim仿真软件内部的属性修改功能，结合简单的外部调用程序，实现基于用户需求的大批量高精度多跟驰模型混合交通流的仿真，操作简便，成本低。
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法。
3、一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，包括：
4、在vissim仿真软件中，对待仿真的优化速度跟驰模型所对应的车辆进行建模；
5、根据仿真信息，结合新建车辆模型，构建基于多跟驰模型的混合交通流仿真路网模型，配置初始车流参数；
6、将优化速度跟驰模型分解为最优速度函数和速度差函数，并创建最优速度函数、速度差函数、加速度计算值和速度计算值这四个用户自定义属性；
7、以vissim仿真步长的倒数为属性修改的操作频率，进行设定时间段内的路网模型仿真，直至仿真结束；其中，在每一步长下，查询并调取车辆属性参数，计算并赋值给所创建的用户自定义属性，并根据属性参数和用户自定义属性，计算下一步长车辆的速度与期望速度，通过属性修改指令进行速度与期望速度的覆写，完成下一步长的仿真。
8、第二方面，本专利技术提供了一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真系统。
9、一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真系统，基于vissim仿真软件和外部调用程序实现，所述vissim仿真软件包括：
10、车辆模型构建模块，用于在vissim仿真软件中，对待仿真的优化速度跟驰模型所对应的车辆进行建模；
11、路网模型构建模块，用于根据仿真信息，结合新建车辆模型，构建基于多跟驰模型的混合交通流仿真路网模型，配置初始车流参数；
12、用户自定义属性创建模块，用于将优化速度跟驰模型分解为最优速度函数和速度差函数，并创建最优速度函数、速度差函数、加速度计算值和速度计算值这四个用户自定义属性；
13、仿真与属性修改模块，用于以vissim仿真步长的倒数为属性修改的操作频率，进行设定时间段内的路网模型仿真，直至仿真结束；其中，在每一步长下，查询并调取车辆属性参数，计算并赋值给所创建的用户自定义属性，并根据属性参数和用户自定义属性，计算下一步长车辆的速度与期望速度，通过属性修改指令进行速度与期望速度的覆写，完成下一步长的仿真。
14、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
15、1、本专利技术提供了一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法及系统，利用vissim仿真软件内部的属性修改功能，结合简单的外部调用程序，实现基于用户需求的大批量高精度多跟驰模型仿真混合车流仿真，无需额外使用api模块“外部驾驶员接口”，操作简便，节约成本。
16、2、本专利技术中，在外部调用程序运行时，单次仿真中vissim仅与外部调用程序进行两次数据交互换(是指外部调用程序向vissim发送仿真开始信号和vissim向外部调用程序发送仿真结束信号)，而大部分计算操作均由vissim内部实现，相比于传统的纯vissim-com外部调用仿真方法，这一方法对计算机资源的占用大幅减小，因而操作频率可以得到大幅提升，实现每个仿真步长下均运行一次属性修改指令；另外，由于操作频率对仿真精度的直接影响，这一方法仿真误差大幅减小、仿真速度显著提升，在优化速度类模型仿真时具有良好的仿真效果。
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1.一种基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，包括：
2.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，对待仿真的优化速度跟驰模型所对应的车辆进行建模时，并为新建的车辆模型配置相应的基本参数，包括配置车辆模型的车辆类型、车辆类别、驾驶行为和路段驾驶行为；
3.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，结合新建车辆模型，构建基于多跟驰模型的混合交通流仿真路网模型，为：多跟驰模型中优化速度跟驰模型所对应的车辆采用在Vissim仿真软件中新建的车辆模型来仿真，多跟驰模型中Wiedemann74跟驰模型所对应的车辆采用Vissim内置的车辆模型来仿真；
4.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，采用用户跟驰模型的车辆的属性参数包括车辆编号、车辆类型、车头间距、车辆所在路段的编号、车辆所在车道的编号、车辆速度、车辆期望速度、车辆前车的编号和车辆所在车道上的最小车辆编号。
5.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿
6.如权利要求5所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，在每一步长中，查询并调取采用用户跟驰模型的车辆的属性参数，首先读取车辆编号和车辆所在车道的编号，基于车辆所在车道的编号确定车辆所在车道上的最小车辆编号，比较车辆编号和车辆所在车道上的最小车辆编号；
7.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，在路网模型中，设置节点检测器、数据采集点检测器和排队计数器，并设置评估时间间隔以及起始终止时间，基于Vissim仿真软件对混合交通流仿真进行节点评价、数据采集评价和排队计数评价，并将评价结果写入评价文件，仿真结束后输出生成的评价文件。
8.如权利要求1所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，选取外部调用程序的脚本语言，同时注册Vissim仿真软件的Vissim COM服务接口，且在所选取的外部调用程序的脚本语言中创建Vissim COM接口和加载文件；所述外部调用程序的脚本语言为Vissim COM接口支持的外部调用语言，包括Python、Java、Visual Basic、C++、C#和Matlab。
9.如权利要求8所述的基于Vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，外部调用程序通过Vissim COM服务接口对接仿真软件，设置路网仿真参数；
10.一种基于Vissim属性修改的混合交通流仿真系统，其特征是，基于Vissim仿真软件和外部调用程序实现，所述Vissim仿真软件包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，包括：
2.如权利要求1所述的基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，对待仿真的优化速度跟驰模型所对应的车辆进行建模时，并为新建的车辆模型配置相应的基本参数，包括配置车辆模型的车辆类型、车辆类别、驾驶行为和路段驾驶行为；
3.如权利要求1所述的基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，结合新建车辆模型，构建基于多跟驰模型的混合交通流仿真路网模型，为：多跟驰模型中优化速度跟驰模型所对应的车辆采用在vissim仿真软件中新建的车辆模型来仿真，多跟驰模型中wiedemann74跟驰模型所对应的车辆采用vissim内置的车辆模型来仿真；
4.如权利要求1所述的基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，采用用户跟驰模型的车辆的属性参数包括车辆编号、车辆类型、车头间距、车辆所在路段的编号、车辆所在车道的编号、车辆速度、车辆期望速度、车辆前车的编号和车辆所在车道上的最小车辆编号。
5.如权利要求1所述的基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，所述属性修改指令包括：
6.如权利要求5所述的基于vissim属性修改的混合交通流仿真方法，其特征是，在每一步长中，查询并调取采用用户跟驰模型的车辆的属性参数，首先读...
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