【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及智能交通控制領域，具體涉及一種基于交通仿真車路協同環境下車輛隊列規模確定方法、系統、計算機及存儲介質。
技術介紹
1、交通仿真是利用計算機模擬交通系統行為和性能的技術。通過建立交通仿真模型，可以模擬車輛運動、交通流變化、交通信號控制等情況。交通仿真可以提供各種交通狀況下的數據，幫助研究人員和交通管理者評估交通策略的效果、預測交通流量和擁堵情況，并進行交通系統的規劃和優化。
2、在車路協同環境下，車輛隊列規模的確定是指利用交通仿真模型和實時數據來估計車輛隊列中的車輛數量。這個方法可以應用于交通管理、交通流預測等領域。通過準確確定車輛隊列規模，可以優化交通控制，改善交通流運行效率，提供實時交通信息。
3、基于交通仿真的車輛隊列規模確定方法結合了車路協同技術和交通仿真技術，可以提供準確的車輛隊列信息，幫助交通管理者制定合理的交通管理與控制策略，優化交通流的運行效率，提高交通系統的整體性能。該專利的技術方案對于改善交通擁堵問題，提升交通系統的智能化和可持續發展具有重要意義。
技術實現思路
1、專利技術目的，為了克服上述現有技術的不足，本專利技術目的在于提出一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法、系統、計算機及存儲介質，以道路實際交通狀態信息為基礎，確定車頭間距控制系數函數形式并標定函數參數，再利用交通仿真軟件獲取模擬交通流運行狀態信息，在此基礎上計算模擬車頭間距和理論車頭間距誤差，從而檢驗標定參數的準確性，若誤差大于預設閾值，則將模擬交通
2、技術方案，為解決上述技術問題，本專利技術提出一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，該方法包括如下步驟：
3、(1)確定道路交通狀態信息，將車輛類型、行駛車道編號、車輛速度、最小安全間距、車頭時距和車輛縱向位置標記為初始交通流數據集合；
4、(2)確定車頭間距控制系數，將車頭間距控制系數用函數形式進行表達；
5、(3)根據初始交通流數據集合，標定車頭間距控制系數函數中的參數，將標定后的參數記為初始參數集合；
6、(4)利用車頭間距控制系數，確定車輛車頭間距的控制函數，在此基礎上確定初始隊列規模；
7、(5)根據步驟(4)的初始隊列規模，利用交通仿真軟件對該路段交通流進行模擬仿真，通過路側設備收集模擬交通流運行狀態信息，將其標記為模擬交通流數據集合，并計算模擬車頭間距；
8、(6)將步驟(5)的模擬交通流運行狀態信息和車頭間距控制系數代入車頭間距控制函數，得到理論車頭間距，并計算模擬車頭間距和理論車頭間距之間的誤差；
9、(7)判斷步驟(6)所述誤差是否超過預設閾值，若超過閾值，則將所述初始交通流數據集合與所述模擬交通流數據集合合并為新一代數據集合，并重復步驟(3)-(7)，直至誤差不超過閾值；若沒有超過閾值，將所述新一代參數集合作為最終方案，得到完成參數標定的車頭間距控制系數函數，并計算最終隊列規模，結束校正過程。
10、進一步的，步驟(1)中，所述道路交通狀態信息包括：作為道路屬性的路側設備位置坐標(xc,yc)、路側設備控制區域[xc-cl,xc+cl]，其中，cl為路側設備的最大通信傳輸距離；初始交通流數據集合q0＝{q0_1,q0_2,…,q0_n,…,q0_n-1,q0_n}，其中，第n條數據q0_n＝{type,lane,v0_n,s0_n,h0_n,x0_n}，type、lane、v0_n、s0_n、h0_n、x0_n分別為第n條數據中的車輛類型、行駛車道編號、車輛速度、最小安全間距、車頭時距、車輛縱向位置，n＝1，2，…，n，n為初始時刻道路上的車輛數，所述車輛類型包括自動駕駛車輛和人類駕駛車輛。
11、進一步的，步驟(2)中，車頭間距控制系數的函數表達形式為：
12、ψ＝ω1qt+ω2m+ω3vr
13、其中，ψ為車頭間距控制系數；qt為t時刻道路交通流量，k為路側設備控制范圍內的數據量，ht_i為t時刻車輛i的車頭時距；m為路側設備控制范圍內的自動駕駛車輛比例；vr為路側設備控制范圍內的車輛平均速度，vi為路側設備控制范圍內車輛i的速度；ω1，ω2，ω3為待標定的權重參數。
14、進一步的，步驟(3)中，利用初始交通流數據集合q0，運用最小二乘方法，標定車頭間距控制系數函數的權重參數ω1，ω2，ω3,將標定后的參數記為初始參數集合。
15、進一步的，步驟(4)中，車輛的車頭間距控制函數為：
16、
17、其中，rt_(i-1,i)為t時刻車輛i和車輛i-1之間的車頭間距；st_i為t時刻車輛i的最小安全間距；vt_i為t時刻車輛i的車輛速度；
18、步驟(4)中，初始隊列規模的計算公式為：
19、
20、其中，φ(t)為時刻t的車輛隊列規模，[·]為取整函數。
21、進一步的，步驟(5)中，收集的模擬交通流運行狀態信息如下：
22、t時刻的模擬交通流數據集合qt＝{qt_1,qt_2,…,qt_n,…,qt_n’-1,qt_n’}，其中，第n條數據qt_n＝{type,lane,vt_n,st_n,ht_n,xt_n}，其中，v0_n、s0_n、h0_n、x0_n分別表示t時刻第n條數據中的車輛速度、最小安全間距、車頭時距、車輛縱向位置，n＝1,2,…,n’，n’為時刻t的交通流數據量，模擬車頭間距計算方式為：
23、rt_(i-1,i)＝xt_i-1-xt_i
24、其中，rt_(i-1,i)為時刻t的模擬車頭間距，xt_i-1,xt_i為時刻t第i-1和第i輛車的縱向位置。
25、進一步的，步驟(6)中，所述誤差的計算方式為：
26、
27、其中，δ為理論車頭間距和模擬車頭間距的誤差；
28、步驟(7)中，判斷δ與預設閾值δlim＝5％的大小關系，如果δ≤δlim，將所述新一代參數集合作為最終方案；如果δ＞δlim，將所述初始數據集合與所述模擬數據集合合并為新一代數據集合，并重新進行步驟(3)-(7)。
29、此外，本專利技術提出一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定系統，該系統包括信號采集器、自動駕駛車輛及其服務端，所述信號采集器、自動駕駛車輛均與所述服務端連接；
30、其中，信號采集器用于采集道路交通狀態信息并反饋至服務端；
31、所述自動駕駛車輛將自身車速反饋至服務端；
32、所述服務端利用所述方法計算得到車輛隊列規模，并反饋至對應的自動駕駛車輛。
33、此外，本專利技術提出一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現任一所述方法的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(1)中，所述道路交通狀態信息包括：作為道路屬性的路側設備位置坐標(xc，yc)、路側設備控制區域[xc-Cl，xc+Cl]，其中，Cl為路側設備的最大通信傳輸距離；初始交通流數據集合q0＝{q0_1,q0_2,…,q0_n,…,q0_N-1,q0_N}，其中，第n條數據q0_n＝{type,lane,v?0_n,s0_n,h?0_n,x0_n}，type、lane、v0_n、s0_n、h0_n、x0_n分別為第n條數據中的車輛類型、行駛車道編號、車輛速度、最小安全間距、車頭時距、車輛縱向位置，n＝1，2，…，N，N為初始時刻道路上的車輛數，所述車輛類型包括自動駕駛車輛和人類駕駛車輛。
3.根據權利要求1所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(2)中，車頭間距控制系數的函數表達形式為：
4.根據權利要求3所述一種基于交通仿真的車
5.根據權利要求3所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(4)中，車輛的車頭間距控制函數為：
6.根據權利要求5所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(5)中，收集的模擬交通流運行狀態信息如下：
7.根據權利要求6所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(6)中，所述誤差的計算方式為：
8.一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定系統，其特征在于，該系統包括信號采集器、自動駕駛車輛及其服務端，所述信號采集器、自動駕駛車輛均與所述服務端連接；
9.一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一所述方法的步驟。
10.一種存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(1)中，所述道路交通狀態信息包括：作為道路屬性的路側設備位置坐標(xc，yc)、路側設備控制區域[xc-cl，xc+cl]，其中，cl為路側設備的最大通信傳輸距離；初始交通流數據集合q0＝{q0_1,q0_2,…,q0_n,…,q0_n-1,q0_n}，其中，第n條數據q0_n＝{type,lane,v?0_n,s0_n,h?0_n,x0_n}，type、lane、v0_n、s0_n、h0_n、x0_n分別為第n條數據中的車輛類型、行駛車道編號、車輛速度、最小安全間距、車頭時距、車輛縱向位置，n＝1，2，…，n，n為初始時刻道路上的車輛數，所述車輛類型包括自動駕駛車輛和人類駕駛車輛。
3.根據權利要求1所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(2)中，車頭間距控制系數的函數表達形式為：
4.根據權利要求3所述一種基于交通仿真的車路協同環境下車輛隊列規模確定方法，其特征在于，步驟(3)中，利用初始交通流...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王昊，董長印，陳雨佳，呂科赟，
申請(專利權)人：南京智城科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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