(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110023814.7 (22)申请日 2021.01.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 112861420 A (43)申请公布日 2021.05.28 (73)专利权人 中山大学 地址 510260 广东省广州市海珠区新港西 路135号 (72)发明人 朱依婷　何兆成　闫云　邓森　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 代理人 刘俊 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01)G08G 1/01(2006.01) 审查员 陈欢 (54)发明名称 一种面向混合车流运行场景的中观交通仿 真模型构建方法 (57)摘要 本发明提供一种面向混合车流运行场景的 中观交通仿真模 型构建方法， 该方法构建了普通 车辆与公交车辆的混合车流行驶模 型、 公交车辆 进出站模型、 混合车流点排队模型， 以及混合车 流点转换模 型， 可支撑混合车流运行下多类典型 场景的中观尺度仿真； 通过AVI数据还原车辆轨 迹信息， 获得各个 路段上车辆进出路段的实际旅 行时间， 作为仿真的标定信息集， 然后， 以实现车 辆进出路段行程时间等效化为导向， 设计相应的 标定方法， 在高度简化中观仿真模型的同时， 最 大程度地还原了车辆出行过程中的路段级别信 息。 权利要求书6页 说明书18页 附图3页 CN 112861420 B 2022.05.03 CN 112861420 B 1.一种面向混合车流运行场景的中观交通仿真模型构建方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1： 构建普通车辆与公交车辆的混合车流行驶模型、 公交车辆进出站模型、 混合车流点 排队模型， 以及混合车流 点转换模型， 支撑混合车流 运行下各种典型场景的中观 尺度仿真； S2： 通过AVI数据还原车辆轨迹信息， 获得各个路段上车辆进出路段的实际旅行时间， 作为仿真的标定信息集， 然后， 以实现车辆进出路段行程时间等效化为导向， 设计相应的标 定方法， 在高度简化中观仿真模型 的同时， 最大程度地还原了车辆出行过程中的路段级别 信息； 所述步骤S1中各种典型场景包括： 场景1： 无公交专用车道， 无公交停靠站的场景： 普通车辆与公交车辆自行选择不同车道完成路段 行驶与路口排队的过程； 场景2： 有公交专用车道， 无公交停靠站的场景： 公交车辆选择专用车道完成路段行驶与路口排队的过程； 一部分普通车辆选择专用车 道完成路段行驶的过程， 然后选择其他车道完成路口排队过程； 剩余普通车辆选择其他车 道完成路段 行驶与路口排队的过程； 场景3： 无公交专用车道， 有公交停靠站的场景： 需要停靠的公交车辆选择停靠站毗邻车道完成站点前路段行驶、 站外排队、 进出站、 站 点后路段行驶、 路口排队的过程； 一部分普通车辆与不停靠公交车辆选择停靠站毗邻车道 完成路段行驶与路口排队的过程， 其路段行驶速度 受停靠站的影响； 剩余普通车辆与不停 靠公交车辆选择其他车道完成路段行驶与路口排队过程， 其路段行驶速度不受停靠站的影 响； 场景4： 有公交专用车道， 有公交停靠站的场景， 场景4 为场景2与3的结合场景： 公交专用车道设置在停靠站的毗邻车道， 需要停靠的公交车辆选择专用车道完成站点 前路段行驶、 站外排队进出站、 站点后路段行驶、 路口排队的过程； 不停靠的公交车辆选择 专用车道完成路段行驶与路口排队的过程， 其路段行驶速度 受停靠站的影响； 一部分普通 车辆选择专用车道完成路段行驶过程， 然后选择其他车道完成路口排队过程， 其路段行驶 速度受停靠站的影响； 剩余普通车辆选择其他车道完成路段行驶与路口排队过程， 其路段 行驶速度不受停靠站的影响； 所述步骤S1中， 在场景1下， 普通车辆与公交车辆的混合车流行驶模型的构建过程是： 针对普通车辆的运动， 采用如下的宏观速度—密度模型计算 其行驶车速： 式中， vfree为自由流速度， 即给定交通设施在低交通量情况下的车辆平均速度， 取各路 段在低交通量情形下的平均车辆速度， 为路段的最高限速； kjam为堵塞密度， 以饱和车头间 距换算； vjam为阻塞密度下对应的速度值， 对应车辆在路 口排队的最低速度， 在实际交通流 运行中， 如果路口排队的区域未出现交通事故而引发停车堵塞， 车辆将缓慢地前进， 驶入下 游， 因此， vjam是不为零的速度， 在此速度下缓慢前进的交通量不小于车道组通行能力s (veh/(s·lane))， 即满足下式： kjamvjam≥s  (2)权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 112861420 B 2然后， 针对公交车辆的运动， 出于行驶安全、 大车型因素的考虑， 在实际交通流运行中， 公交车辆 的运行速度低于普通车辆， 设定公交车辆行驶车速 的调控系数为θ1， 公交车辆 的 行驶车速如下式： 所述步骤S1中， 在场景3下， 普通车辆与公交车辆的混合车流行驶模型的构建过程是： (1)需要停靠的公交车辆 选择停靠站毗邻车道完成进站前 出站后的路段 行驶过程； 在上述过程中， 公交车辆属于正常行驶的状态， 行驶速度由公式(3)计算； (2)普通车辆与不停靠公交车辆选择停靠站毗邻车道完成路段行驶过程： 如果公交停 靠站的类型为直接式， 前方需要停靠的公交车辆需要占用部分行驶车道来完成站内服务的 行为， 将影响后方同车道的普通车辆与不停靠公交车辆的行驶速度； 在普通车辆与不停靠 公交车辆仍处在行驶状态的区段， 设定普通车辆的行驶速度的调整系数为θ2， 不停靠公交 车辆的行驶速度调整系数为θ3， 则普通车辆与不停靠公交车辆 的行驶速度为速度 ‑密度模 型的计算速度与调整系数的乘积， 分别由公式(8)与公式(9)计算： 如果公交停靠站 的类型为港湾式， 如果港湾内部仍有剩余容量时， 前方需要停靠的公 交车辆无需占用部 分车道来完成站内服务的行为， 同车道的普通车辆与不停靠公交车辆的 行驶速度受停靠站的影响忽略不计， 因此， 行驶速度分别由公式(1)与公式(8)计算； 若公交站港湾内部没有剩余容量 时， 前方需要停靠的公交车辆需要占用港湾站点外面 的部分车道来完成站外排队的过程， 同车道的普通车辆与不停靠公交车辆的行驶速度受停 靠站的影响， 在普通车辆与不停靠公交车辆仍处在行驶状态的区段， 行驶速度分别由公式 (8)与公式(9)计算； (3)普通车辆与不停靠公交车辆 选择停靠站毗邻车道以外的车道完成行驶过程； 此类情形下， 普通车辆与公交车辆的行驶速度不受停靠站影响， 分别由公式(1)、 公式 (3)计算行驶速度； 所述步骤S2的具体过程是： 1)、 以车辆身份检测AVI数据作为标定数据， 考虑到各路段的信息检测相互独立， 选取 各路段宏观速度 ‑密度模型中的α、 β， 车道组通行能力s， 行驶速度调整系数θ1、 θ2、 θ3， 以及停 靠站内平均服 务能力estop作为待标定参数， 分别独立标定； 公式(1)中的参数α、 β难以实际观测， 这一取值范围过大而容易导致标定结果 “过拟 合”， 因此此处α 、 β 取值范围限制在0.01与3之间， 饱和车头时距按照正常车头时距取值： 表3‑1待标定参数α 、 β 的取值范围 待标定参数 取值范围 alpha、 beta [0.01,3] 车道组饱和车头时距 [1.5,5.5] 2)、 针对AVI数据可准确地记录车辆在 路段两端进出信息的特征， 采用混合车流在路段权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 112861420 B 3