一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法及系统。该方法包括：采集仿真车道上各仿真车辆所对应的当前各交通参量值；将当前各交通参量值满足预设换道规则且确定实施换道的仿真车辆作为目标车辆；利用换道角度计算公式，计算所述目标车辆所对应的换道角度；当目标车辆以对应的换道角度以及当前跟驰速度进行换道时，将目标车辆虚拟化为原始车道上和目标车道上的虚拟车；当垂直车道方向的换道侧向累积位移量达到原始车道中心线和目标车道中心线之间的宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，原始车道上虚拟车删除，以完成目标车辆的跟驰换道。利用本方案，将更符合实际交通行为，可有效指导城市道路规划设计和通行能力评估。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仿真
，特别是涉及一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法及系统。
技术介绍
交通流研究已经成为世界各国尤其是广大发展国家颇具社会价值和经济价值的研究领域，由于实测交通的困难性和复杂性使得交通的实证研究进展缓慢，而计算机模拟仿真技术为该领域的研究打开了便捷之门。计算机模拟仿真通常将车辆交通作为一个有特定限制规则的多粒子系统来研究交通流的特性。在交通流的模拟仿真中，车辆跟驰换道的研究是一个重要的方向。所谓跟驰换道是指车道上的车辆初始运行状态为跟驰，即后车根据前车来调整速度并跟随前车向前行驶，并在满足某种换道规则的情况下，车道上的车可以从一个车道转向另一个车道行驶。通过对车辆跟驰换道的准确模拟仿真，可以得到相应的道路交通参量，为城市道路的规划设计和通行能力评估，提供有效的辅助决策依据。但是现有模拟仿真中的跟驰换道方法所基于的仿真模型将车辆换道作为一个瞬间完成的动作，也就是，车辆一旦满足某种换道规则立刻从原来车道进入目标车道，对跟驰车辆的影响也从原来车道转向目标车道。而实际的换道行为则是一个持续一定时间的过程，并且在换道过程中，占据两车道之间的车辆同时会对两个车道上的跟驰车辆产生影响。因此，现有技术模拟仿真中的车辆跟驰换道不符合实际的交通行为，不能有效指导城市道路的规划设计和通行能力评估。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法及系统，技术方案如下—种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法，其中，各仿真车辆在仿真车道上处于跟驰状态，所述方法包括采集所述仿真车道上各仿真车辆所对应的当前各交通参量值；将当前各交通参量值满足预设换道规则且确定实施换道的仿真车辆作为目标车辆；利用换道角度计算公式，计算所述目标车辆所对应的换道角度；当目标车辆以对应的换道角度以及当前跟驰速度进行换道时，将所述目标车辆虚拟化为原始车道上和目标车道上的虚拟车；所述虚拟车按照所对应目标车辆当前跟驰速度的平行车道方向速度分量进行行驶；当垂直车道方向的换道侧向累积位移量达到原始车道中心线和目标车道中心线之间的宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，原始车道上的虚拟车删除，以完成目标车辆的跟驰换道；其中，所述交通参量根据换道规则所需的参量确定。相应的，本专利技术实施例还提供一种微观交通仿真中车辆跟驰换道系统，包括初始化模块，用于在仿真车道上设置处于跟驰状态的各仿真车辆；数据采集模块，用于采集所述仿真车道上各仿真车辆所对应的当前各交通参量值；目标车辆确定模块，用于将当前各交通参量值满足预设换道规则且确定实施换道的仿真车辆作为目标车辆；换道角度确定模块，用于利用换道角度计算公式，计算所述目标车辆所对应的换道角度；换道执行模块，用于当目标车辆以对应的换道角度以及当前跟驰速度进行换道时，将所述目标车辆虚拟化为原始车道上和目标车道上的虚拟车；所述虚拟车按照所对应目标车辆当前跟驰速度的平行车道方向速度分量进行行驶；当垂直车道方向的换道侧向累积位移量达到原始车道中心线和目标车道中心线之间的宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，原始车道上的虚拟车删除，以完成目标车辆的跟驰换道；其中，所述交通参量根据换道规则所需的参量确定。本专利技术实施例所提供的技术方案，将交通参量满足换道规则且确定换道的仿真车辆作为目标车辆，当目标车辆以所计算的换道角度以及当前跟驰速度行驶时，将目标车辆虚拟化为原始车道和目标车道上对应的虚拟车，且在换道侧向累积位移量达到一定宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，删除原始车道的对应的虚拟车，实现目标车辆的跟驰换道。可见，本方案中，将换道过程作为一个持续一定时间的过程，且考虑了目标车辆对原始车道和目标车道上的仿真车辆的影响，因此，相对于现有技术，更加符合实际的交通行为，可有效指导城市道路的规划设计和通行能力评估。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法中的换道示意图；图3本专利技术实施例所提供的一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法中的又一换道示意图；图4为本专利技术实施例所提供的一种微观交通仿真中车辆跟驰换道系统的结构示意图。具体实施例方式现有模拟仿真中的跟驰换道方法所基于的仿真模型将车辆换道作为一个瞬间完成的动作，也就是，车辆一旦满足某种换道规则立刻从原来车道换道进入目标车道，对跟驰车辆的影响也从原来车道转向目标车道。但是实际的换道行为则是一个持续一定时间的过程，并且在换道过程中，占据两车道之间的车辆同时会对两个车道上的跟驰车辆产生影响。所以，现有技术中的车辆跟驰换道不符合实际的交通行为，不能有效指导城市道路的规划设计和通行能力评估。为了解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法及系统。下面首先对本专利技术实施例所提供的一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法进行介绍。一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法，各仿真车辆在仿真车道上处于跟驰状态，所述方法包括采集所述仿真车道上各仿真车辆所对应的当前各交通参量值；将当前各交通参量值满足预设换道规则且确定实施换道的仿真车辆作为目标车辆；利用换道角度计算公式，计算所述目标车辆所对应的换道角度；当目标车辆以对应的换道角度以及当前跟驰速度进行换道时，将所述目标车辆虚拟化为原始车道上和目标车道上的虚拟车；所述虚拟车按照所对应目标车辆当前跟驰速度的平行车道方向速度分量进行行驶；当垂直车道方向的换道侧向累积位移量达到原始车道中心线和目标车道中心线之间的宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，原始车道上的虚拟车删除，以完成目标车辆的跟驰换道；其中，所述交通参量根据换道规则所需的参量确定。本专利技术实施例所提供的技术方案，将交通参量满足换道规则且确定换道的仿真车辆作为目标车辆，以所计算的换道角度以及当前跟驰速度行驶，并将目标车辆虚拟化为原始车道和目标车道上对应的虚拟车，且在换道侧向累积位移量达到一定宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为目标车辆，删除原始车道的虚拟车，实现目标车辆的跟驰换道。可见，本方案中，将换道过程作为一个持续一定时间的过程，且考虑了换道车辆对原始车道和目标车道上的仿真车辆的影响，因此，相对于现有技术，更加符合实际的交通行为，可有效指导城市道路的规划设计和通行能力评估。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面以仿真车道为双车道，对本专利技术所提供的方案进行介绍。可以理解的是，本专利技术所提供的方案可以适用于具有其他可进行换道的车道的应用场景。一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法，如图1、图2、图3所示，可以包括S101，采集所述仿真车道上各仿真车辆所对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微观交通仿真中车辆跟驰换道方法，其特征在于，各仿真车辆在仿真车道上处于跟驰状态，所述方法包括：采集所述仿真车道上各仿真车辆所对应的当前各交通参量值；将当前各交通参量值满足预设换道规则且确定实施换道的仿真车辆作为目标车辆；利用换道角度计算公式，计算所述目标车辆所对应的换道角度；当目标车辆以对应的换道角度以及当前跟驰速度进行换道时，将所述目标车辆虚拟化为原始车道上和目标车道上的虚拟车；所述虚拟车按照所对应目标车辆当前跟驰速度的平行车道方向速度分量进行行驶；当垂直车道方向的换道侧向累积位移量达到原始车道中心线和目标车道中心线之间的宽度时，将目标车道上的虚拟车更换为对应的目标车辆，原始车道上的虚拟车删除，以完成目标车辆的跟驰换道；其中，所述交通参量根据换道规则所需的参量确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋卫国，吕伟，房志明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：