专利名称：车道边横向通道设置位置及数量优化方法
技术领域：
本发明属于道路设计技术领域，尤其是涉及车道边横向通道设置位置及数量优化方法。
背景技术：
为了满足日益增长的现代出行需求，各个城市相继修建大型交通枢纽。作为交通枢纽特有的交通设施，车道边相关问题的研究日益受到国内外学者的重视。国外早在20世纪60年代就开始了对大型枢纽系统车道边设施的规划布局及相关研究。近年来，随着基于交通行为理论的一些微观动态交通分析模型研究的深入，开发了一些城市交通微观模拟系统。这些研究重心的主要放在枢纽内旅客和行李的流动仿真上,对枢纽外路边和道路单元的仿真研究并不多。国内方面，在对于车道边的设置形式上缺乏系统的理论支持。尤其对于横向通道设置的位置及数量往往是根据以往的设计资料结合实际的使用经验进行计算估计，缺乏使得横向通道设置位置及数量达到最优化的方法。从已有相关文献阅读分析可知，针对大型枢纽车道边的研究的已有技术具有以下特点(I)以往针对大型枢纽车道边的研究方向主要是对枢纽各个交通设施之间的动态分析研究，针对车道边的车道设置的方式方法的研究尚且不足，其中对有横向通道车道边的设置亦是通过经验得出的估计值，缺乏确切的理论方法及数据的支撑。(2)在已开发的软件中，主要的仿真技术大多基于交通行为理论的一些微观动态交通分析模型。应用基于一体化的集成仿真环境的元胞自动机进行研究尚处于初级发展阶段。
发明内容
本发明旨在解决克服现有技术的不足，提供明确的方法对大型交通枢纽车道边横向通道位置及数量的设置进行指导。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，车道边横向通道设置位置及数量优化方法，采用二维元胞自动机模型模拟仿真作为平台，通过包括带有横向通道的车道边设计形式交通流特性的分析，停靠模型目标函数、停靠规则、横向通道的元胞、转弯轨迹的多种影响的详细描述，对目标进行集成仿真，得出通道设置位置及数量优化数据。横向通道的车道边设计形式交通流特性的分析是指道边设置有双排停车道的情况。停靠模型目标函数是指令\表示车辆当前位置，\表示下车客人要求的入站口行车方向的起点位置，De表示下车客人要求的入站口宽度，驾驶员的换道意愿函数可表示为
权利要求
1.一种车道边横向通道设置位置及数量优化方法，其特征是，采用二维元胞自动机模型模拟仿真作为平台，通过包括带有横向通道的车道边设计形式交通流特性的分析，停靠模型目标函数、停靠规则、横向通道的元胞、转弯轨迹的多种影响的详细描述，对目标进行集成仿真，得出通道设置位置及数量优化数据。
2.如权利要求I所述的方法，其特征是，横向通道的车道边设计形式交通流特性的分析是指道边设置有双排停车道的情况。
3.如权利要求I所述的方法，其特征是，停靠模型目标函数是指令^表示车辆当前位置，χε表示下车客人要求的入站口行车方向的起点位置，D6表示下车客人要求的入站口宽度，驾驶员的换道意愿函数可表示为
4.如权利要求3所述的方法，其特征是，驾驶员内侧停靠目标函数、驾驶员外侧停靠目标函数、乘客内侧停靠目标函数和乘客外侧停靠目标函数，将这四个目标函数对应的换道意愿值用Vi, i = 1，2，3，4表示，则对应驾驶员内侧停靠区域、驾驶员外侧停靠区域、乘客内侧停靠区域和乘客外侧停靠区域的概率用Pi(Vi), i = 1，2，3，4表示，其博弈后的选择概率
5.如权利要求I所述的方法，其特征是，横向通道的元胞是指对车道边横向通道及其左、右一个大型客车长范围内采用二维元胞进行划分，其它道路区域采用一维元胞，区域被二维元胞离散后，仿真中需要采用元胞数量及元胞位置来描述车辆的运行轨迹。
6.如权利要求I所述的方法，其特征是，转弯轨迹的仿真规则为1)仿真时刻t驶出横向通道车辆车轮与车道线夹角为β(t)，车身偏转角为φ( )，车辆转向轮的速度为Vq(t)，最前方车身角点位置为l(x(t)，y(t))；2)t = t+1 ；3)如果I(X (t)，y (t))已经进入行车道,贝丨J β (t) = max ( β (t) - δ d，O), δ d表示前轮回转步长，转5 ;4)如果l(x(t)，y(t))没有进入行车道，则β(t) = β (t)+5a, 63表示前轮转向步长;5)如果vs(i)<v7x，则VB(t)= vB(t)+l, V^ax为横向通道行驶的最高速度；6)延续当前状态，估计t+2时刻，当前车辆和相邻车辆的元胞占用情况；7)如果t+2时刻当前车辆与其它车辆均无占用元胞重叠的情况，转2;否则继续；8)如果t+2时刻当前车辆仅与相邻车辆I有占用元胞重叠，则vB(t):=vB(t)-l，转6 ；9)如果t+2时刻当前车辆仅仅与相邻车辆2、5有占用元胞重叠，则β(t)= β (t) + δ d，转 6 ;10)如果t+2时刻当前车辆仅与相邻车辆3、4有占用元胞重叠，则β(t) = β (t)-5a, 转6 ;11)如果t+2时刻出现多处占用元胞重叠，则vB(t) =0，转6;12)转弯仿真结束。
全文摘要
本发明涉及道路设计技术领域。为提供明确的方法对大型交通枢纽车道边横向通道位置及数量的设置进行指导。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，车道边横向通道设置位置及数量优化方法，采用二维元胞自动机模型模拟仿真作为平台，通过包括带有横向通道的车道边设计形式交通流特性的分析，停靠模型目标函数、停靠规则、横向通道的元胞、转弯轨迹的多种影响的详细描述，对目标进行集成仿真，得出通道设置位置及数量优化数据。本发明主要应用于道路设计。
文档编号G06F17/50GK102592028SQ20121004352
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者严西华, 刘治国, 张磊, 王晓华, 王海燕, 白子建, 赵巍, 郑利, 钟石泉, 马红伟 申请人:天津市市政工程设计研究院