[发明专利]基于VISSIM仿真的车联网设计速度调整的实现方法

说明书

本发明公开了一种基于VISSIM仿真的车联网设计速度调整的实现方法，应用VISSIM构建城市道路模型，在MATLAB中建立速度优化模型以模拟车辆联网情况下的速度优化决策，再将结果导入VISSIM中进行实时控制，实现车辆未联网和联网状态两种道路模型的可视化仿真，最后输出评估数据并进行比较，从而对道路设计速度进行调整。本发明的实例分析结果表明：通过MATLAB中建立的速度优化模型，可以在VISSIM中控制并模拟车辆联网下的行驶状况，获取车辆的行车速度、走行时间、延误时间等数据。本发明通过MATLAB中建立的车辆速度优化决策对VISSIM中的道路模型控制，提供了车辆联网下设计速度调整的实现方法。

技术领域

本发明涉及一种基于VISSIM仿真的车联网设计速度调整的实现方法，属于无人驾驶下的道路设计技术领域。

背景技术

城市交通需求不断增长，如何更高效便捷的出行成为交通工程师和城市规划师亟待解决的问题，自动驾驶技术的出现给城市交通带来了新的曙光，它不仅能解放驾驶者的双手，还能通过实时的定位和通讯系统做出准确的路径决策，使交通出行更为安全快捷，大大提高了交通通行率和道路利用率。

由于各方面因素的限制，自动驾驶技术还未能在城市道路上广泛普及，原因主要有如下三点。首先，与自动驾驶相关的AI人工智能技术还有很大的上升空间，在国外的很多道路试验中，还存在诸如传感器精度不够高、路径决策不够迅速、紧急情况处理方案不够科学有效等问题；其次，自动驾驶这项技术要普及，必须要有与之相适应的道路基础设施，如公共交通站点的改进，道路分合流、纵横断面的改进、道路设计速度的改进等等；第三，在当下的社会背景下，人们对自动驾驶车辆的安全性能还持着怀疑的态度，这也是这项技术广泛普及的阻碍因素之一。

自动驾驶车辆在联网状态下能够实时地交换信息，如附近车辆的速度、加速度、位置、变道趋势、方向、目的地等等，以此预测交通流的趋势，完成自身车辆的行驶决策并实时控制。在车辆实时联网和计算机准确决策的双重作用下，车辆能以最安全高效和舒适的方式行驶，提高了交通通行率的同时也在一定程度上提高了车辆的平均行驶速度。本文以道路基础设施的改进为切入点，研究在自动驾驶技术即将普及的大背景下，车辆联网技术对车辆行驶速度的影响，从而对道路设计速度提出建议。

综上所述，在自动驾驶状态中，车辆联网状态下的信息实时交换是影响自动驾驶车辆运行行为的主要因素，研究车联网状态下的行车速度，对道路设计速度的确定具有重要的意义。

发明内容

技术问题：本发明面临的技术问题包括：

(1)在第一阶段车联网状态与正常状态的运行对比分析时，应设置哪些控制变量，制定怎样的策略以便于利用仿真平台对行车状态进行进行综合评估，并得出各项参数的变化趋势及影响因素；

(2)如何利用VISSIM来捕捉区域内的车辆的运行参数信息，并设定一些约束以更真实地模拟车辆在不同路段的交通需求；

(3)如何利用MATLAB工具箱找出每种设定情况的最佳设计速度，评估因素的选择和权重等问题。

技术方案：为实现上述目的：本发明采用以下技术方案：

一种基于VISSIM仿真的车联网设计速度调整的实现方法，包括以下步骤：

1)结合正常驾驶状态下道路的车流情况，在VISSIM交通仿真建模软件中建立标准的道路模型；

2)基于建立的标准道路模型，利用MATLAB建立车辆总速度最大化的速度优化模型，模拟车辆联网状态下车辆实时交换信息并以最优决策行驶的自动驾驶行为；

3)使用C++来检测并输出VISSIM的车辆数据，利用Excel作为主控程序调控MATLAB和VISSIM间的数据输入和输出；

4)对车辆联网和未联网状态的采集点数据进行对比，得到车辆联网下设计速度的调整。