(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210900330.0 (22)申请日 2022.07.28 (71)申请人 东南大学 地址 211189 江苏省南京市江宁区东 南大 学路2号 (72)发明人 王子寒　史云阳　刘志远　张奇　 程文昱　刘攀　徐铖铖　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 朱小兵 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 16/29(2019.01) G06F 16/215(2019.01) G06F 16/2457(2019.01)G06F 16/2458(2019.01) (54)发明名称 一种大规模路网在线微观交通的仿真方法 及其验证方法 (57)摘要 本发明公开了一种大规模路网在线微观交 通的仿真方法， 包括如下步骤： 从区域电子地图 内提取指定高速公路生成仿真路网， 采用地图匹 配技术实现真实世界卡口与仿真路网的匹配。 采 用消息队列将实时卡口数据存储在服务器内， 数 据预处理后为实时在线仿真系统提供定制化的 仿真输入。 设计相应逻辑算法建立车流量载入规 则， 在仿真平台内生成仿真交通流量， 并根据实 时数据进行仿真环境内的车辆速度控制和车辆 状态更新。 在仿真预热结束后， 通过SUMO内置 Traci接口获取仿真平台实时交通流量， 与真实 卡口数据流量进行对比， 验证实时在线系统的仿 真准确性。 本发 明实现了车道级实时道路交通流 量重构并提供一种实时仿真准确性的验证方法。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115310278 A 2022.11.08 CN 115310278 A 1.一种大规模路网在线微观交通的仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 从各类电子地图中提取区域路网中的道路分布， 通过检索各条道路的道路属性， 将 道路属性中除高速公路以外的低等级公路剔除生成仿真路 网， 将现实 高速公路卡口的分布 坐标系转换成仿真路网适用的坐标系， 并与仿真路网进行匹配， 最终生成仿真高速公路网； S2、 采集实时卡口数据存储在服务器内， 并对实时卡口数据进行处理， 当获取的数据字 段有缺失时， 剔除该 条数据； 最终生成仿真数据源； S3、 构建仿真平台并设计相应逻辑算法建立车流量载入规则包括车辆载入规则、 车辆 调整规则和车辆删除规则， 将步骤S1生 成的仿真高速公路 网与步骤S2 生成的仿真数据源导 入仿真平台内生成仿真交通流量， 并根据实时数据进 行仿真环境内的车辆速度控制和车辆 状态更新。 2.根据权利要求1所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S1 中低等级道路剔除具体指： 电子地图实质为xml文件， 其中包含no de、 way和relation节点， 其中way节点的tag子节点包含type和name元素即道路类型和道路名称， 检索way节点下的 tag子节点内元 素， 若type属性 值不为motorway， 则对该way节点进行删除。 3.根据权利要求1所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S1 中卡口位置匹配具体指： (11)以卡口位置为圆心， 设定 搜索半径， 寻找范围内路段名； (12)判断路段 数量大于1， 若是， 则转入步骤(13)， 若否， 则转入步骤(14)； (13)以匹配距离为依据对匹配结果 排序， 选取距离最近的路段后转入(14)； (14)查找卡口位置与路段起 点的距离后转入步骤(15)； (15)输出路段和距离路段起 点的长度。 4.根据权利要求1所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S2 中采集实时卡口数据存储在服务器内具体指： 实时卡口数据以消息队列的形式进行存储， 实时在线系统仿真平台提取消息队列中的数据， 以一定时间间隔tsave将数据存储为csv格 式， 仿真平台读取csv文件作为仿真数据源， 其中， csv文件内记录的字段包括车辆牌照、 车 辆类型、 记录时间和卡口名称。 5.根据权利要求1所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S3 中车辆载入规则具体指： 获取仿真开始时间t0,以Δt作为仿真步长和读取已存储数据的步 长， 若t0+kΔt＝t0+ntsave， 则读取最新的csv文件作为数据来源文件， 其中， k为仿真增长系 数， n为存储检测系数k， n均为整数， Δt取值为1秒； 在数据源文件中， 每Δt时间间隔检索当 前数据源文件的 “记录时间 ”字段， 若记录时间与t0+kΔt相等， 则将 该条字段加入备选载入 车辆集合， 以Δt时间间隔实时获取仿 真平台内在运行的车辆ID集合， 若 备选载入 车辆集合 内的车辆已经在以运行车辆ID集合内， 则不导入 该车辆， 若 车辆不在以运行车辆ID集合内， 则根据所记录的卡口ID将其载入到对应道路， 并根据卡口ID所附着的车道编号， 确定当前 车辆所在的车道。 6.根据权利要求6所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S3 中车辆调整规则具体指： (311)： 查询t0+kΔt时刻卡口所记录 到的车辆牌照和所记录的卡口名称； (312)： 若该 车辆已经位于 仿真路网， 则获取当前 该车于仿真路网的位置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115310278 A 2(313)： 若仿真车辆所在位置位于真实卡口上游， 则判定仿真车辆行驶车速较慢， 控制 仿真车辆加速， 若仿 真车辆所在位置位于 真实卡口下游， 则判定仿 真车辆行驶速度较快， 控 制仿真车辆减速， 其速度确定公式为： 其中， d2为当前卡口的位置， d1为上一卡口的位置； t2为该车辆通过当前卡口的时间， t1 为该车辆通过 上一口的时间； Vnew为仿真平台 内该车辆新的速度； (314)： 若仿真车辆所在车道与卡口记录的该车辆行驶车道不符， 则控制仿真车辆在特 定时间段内进行 换道。 7.根据权利要求7所述一种大规模路网在线微观 交通的仿真方法， 其特征在于， 步骤S3 中车辆删除规则具体指： 记录t0+kΔt时刻 卡口所记录到的车辆牌照和所记录的卡口名称， 更新车辆最新记录时间trecord， 以Δt为时间粒度， 若t0+kΔt‑trecord>tgap， 则证明该车辆有 较长时间没有被卡口记录 到， 则删除该车辆； 其中， tgap取值为20分钟。 8.一种基于权利要求1 ‑8任意一项所述大规模路网在线微观 交通的仿真方法的验证方 法， 其特征在于， 通过自动化获取交通仿真网络并设计车辆载入， 调整规则后， 将仿真平台 接入实时卡口数据运行仿真载入车辆， 在仿真时间超过仿真预热时间后， 将仿真的交通流 量与实际卡口数据流 量进行对比， 验证车速准确性和路网在途量。 9.根据权利要求8所述一种大规模路网在线微观交通的仿真方法的验证方法， 其特征 在于， 通过获取仿 真路网车辆经过特定位置的时间和真实卡口车辆经过该卡口的时间并进 行对比， 进而进行仿真平台车速准确 性验证具体指： 根据获取的卡口位置与仿真路网的匹 配结果， 在仿真路网相 应位置添加道路检测器， 获取仿真路网内通过该位置的车辆牌照和 经过时间， 将卡口数据导入仿真平台， 获取每个时间间隔Δt 内通过检测器的车辆时间tsim 和相应的时间内真实卡口所记录的该车经过时间ttrue， 在获取各个车辆的仿真运行时间和 卡口记录时间后， 对其进行统计分析， 验证在线仿真平台准确性。 其中， 两者误差定义公式 表达如下： terror＝|tsim‑ttrue|。 10.根据权利要求8所述一种大规模路网在线微观交通的仿真方法的验证方法， 其特征 在于， 路网在 途量验证具体指： 记录特定时刻各个路段的仿 真平台道路在途量Qsim和真实路 网道路在途量Qtrue， 在获取各个路段特定时刻仿真平台道路在途量Qsim和真实路网道路在 途量Qtrue后， 计算两者 误差， 验证在线仿真平台准确性， 其中， 两者 误差定义为： Qerror＝|Qsim‑Qtrue|。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115310278 A 3