一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术制造技术

本发明专利技术公开了一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，包括以下内容：基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型架构，包括路网运行态势在线推演模型的组成模块以及交通需求估计与预测、一致性检验、路网结构的通行能力的时变信息、中观交通仿真引擎、推演实时数据存档、存档数据加载、推演实时路网运行参数输出和调度模块，将路网运行状态推演过程中的数据进行输出并保存，并从其他数据源读取实时数据文件。本发明专利技术的高速公路网运行态势在线推演热启动技术实现实时在线的快速仿真推演，进而完成在线路网运行态势的分析，并对路网的未来发展态势进行预测、推演，为交通管理者应急处置决策提供快速的技术及数据支撑。

On line deduction hot start technology of expressway network operation situation

The invention discloses a highway network operation situation of online wargaming hot start technology, includes the following contents: the structure of the online deduction model of road network operation situation based on the technology of hot start, estimation and prediction, consistency test, the structure of the network capacity modules including network operation and online deduction model of traffic demand time-varying information, mesoscopic traffic simulation engine, real-time data archiving, data archiving deduction, deduction of real-time network loading operation parameters and scheduling module, the network operation state inference process data output and save, and read the real-time data files from other data sources. Fast simulation technology to realize real-time online hot highway network operation situation of online wargaming the start, and then complete the analysis in network operation situation, and prediction and deduction for the future development trend of road network, and provide technical support for the rapid data traffic management emergency response decision.

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术
本专利技术涉及一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术。
技术介绍
高速公路网运行态势推演主要是通过仿真推演的方法，对路网运行状态的变化趋势进行预测和评估，并展示路网运行状态的时空发展过程。当前的路网运行态势推演仿真研究，多是基于历史数据利用数学方法预测计算后，输入仿真系统中对态势发展进行预测。仿真过程需要较长的加载预热时间，在大规模路网情况下，仿真需要更长的加载预热时间，以保证用于分析的时间段内与实际情况差别不大。另外，当前的多数仿真，在仿真过程中如果有数据更新或者策略更新，也需要重新运行计算，影响效率且不满足当前路网管理中动态路网态势分析研判、实时管控策略快速评价的需求。随着个省市路网管理与应急处置中心等机构的相继成立，如何对省域范围内的路网运行态势进行评估和预测的需求越来越明确。因此，如何快速完成路网运行态势的分析，为路网运行预警，尤其是突发事件情况下的快速预警奠定基础，是当前迫切解决的技术问题。基于此，本专利旨在实现中观仿真的在线快速推演热启动技术，对路网的未来发展态势进行快速推演预测。即如何在仿真开始的时期快速加载的热启动技术，来满足路网运行管理者的实时运行快速评估与预测需求，目前现有的技术在考虑实时数据动态更新以及各类突发事件的动态输入对路网的影响等情况下，在中宏观交通流推演仿真的基础上，不能实现仿真推演热启动等功能，具体包括了实时数据接入、实时状态保存、历史状态快速加载等。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的是提供一种实现实时在线的快速仿真推演，进而完成在线路网运行态势的分析，并对路网的未来发展态势进行预测、推演，为交通管理者应急处置决策提供快速的技术及数据支撑的高速公路网运行态势在线推演热启动技术。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，包括以下内容：1）基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型架构，包括路网运行态势在线推演模型的组成模块以及交通需求估计与预测、一致性检验、路网结构的通行能力的时变信息、中观交通仿真引擎、推演实时数据存档、存档数据加载、推演实时路网运行参数输出和调度模块，路网运行状态实时数据存档模型可根据设定文件中所规定的输出时间间隔，将路网运行状态推演过程中的路段状态数据、车辆编号、车辆位置和路径信息进行输出并保存，调度模块可将实时数据存档转换为快速加载模型所需要的文件和格式，并从其他数据源读取实时数据文件；2）路网运行状态快速加载技术，仿真推演中的状态存档中在途车辆数据进行载入，并将其放置在每个细分路段的起点位置，快速将其分布在路网上，在此之后，再将新的交通需求加载到路网上，实现仿真的热启动。本专利技术技术效果主要体现在以下方面：利用基于中宏观仿真快速推演技术的基础上，修改仿真推演架构，创造性的提出了一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，减少仿真推演所需要的预热时间，实现对仿真推演过程的实时操作和对路网的未来发展态势进行在线推演。满足路网运行管理者的实时运行监测、应急处置决策快速评估的需求。附图说明图1为本专利技术一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术的原理框图。图2为本专利技术一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术的模型流程图。具体实施方式以下结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详述，以使本专利技术技术方案更易于理解和掌握。如图1所示，基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型的流程：基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型的流程如下，包含仿真运行控制文件、场景变化控制文件、数据加载、仿真运行、仿真结果文件输出与存储等几个部分。基于热启动技术线推演的详细流程如下：1）设置仿真运行控制文件，设置仿真推演过程中的相关参数，包括实时输入文件监测提取时间间隔，实时输出文件生成的时间间隔，仿真开始时间，仿真结束时间等一系列仿真控制文件。2）根据实时获取的交通需求以及交通需求预测模型中计算的未来一段时间的交通需求，结合前次仿真运行存档文件，生成仿真需求输入控制文件。例如，前次仿真运行到8:00，将其运行状态进行存档，在8：30时，可以获取到8:00至8：30的路网上的真实的进入和驶离流量，将此转换为8:00至8:30的路网需求进行加载，同时，从预测模块中生成8:30至10：30的预测流量。在路网加载车辆过程中，先加载8：00的存档状态，再加载8:00至8:30的实际流量，再加载8：30至10:30的预测流量。3）运行仿真，生成相应的对应时间节点的输出结果文件，进行保存。4）对保存的状态文件转换存储，准备生成下一周期的输入文件。路网运行状态快速加载技术：在动态仿真中，通过路网运行状态实时输出模块，可以输出路网上任意时间的路网状态作为下一次仿真的起始状态。实时输出模块中主要记录了所有车辆的编号、所在路段、路径信息、目的地信息等。如图2所示，在现有仿真中，如果仿真启动，则车辆全部要从起点进行加载，需要一定的时间才能分布到路网中去。本技术通过将路段进行细分，可以将车辆所在路段信息进行标记和记录，在下次仿真开始前，将车辆放置到每个细分路段的上游起点位置，实现路网运行状态的快速加载。本专利技术技术效果主要体现在以下方面：利用基于中宏观仿真快速推演技术的基础上，修改仿真推演架构，创造性的提出了一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，减少仿真推演所需要的预热时间，实现对仿真推演过程的实时操作和对路网的未来发展态势进行在线推演。满足路网运行管理者的实时运行监测、应急处置决策快速评估的需求。当然，以上只是本专利技术的典型实例，除此之外，本专利技术还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利技术要求保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，其特征在于，包括以下内容：1）基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型架构，包括路网运行态势在线推演模型的组成模块以及交通需求估计与预测、一致性检验、路网结构的通行能力的时变信息、中观交通仿真引擎、推演实时数据存档、存档数据加载、推演实时路网运行参数输出和调度模块，路网运行状态实时数据存档模型可根据设定文件中所规定的输出时间间隔，将路网运行状态推演过程中的路段状态数据、车辆编号、车辆位置和路径信息进行输出并保存，调度模块可将实时数据存档转换为快速加载模型所需要的文件和格式，并从其他数据源读取实时数据文件；2）路网运行状态快速加载技术，仿真推演中的状态存档中在途车辆数据进行载入，并将其放置在每个细分路段的起点位置，快速将其分布在路网上，在此之后，再将新的交通需求加载到路网上，实现仿真的热启动。

【技术特征摘要】
1.一种高速公路网运行态势在线推演热启动技术，其特征在于，包括以下内容：1）基于热启动技术的路网运行态势在线推演模型架构，包括路网运行态势在线推演模型的组成模块以及交通需求估计与预测、一致性检验、路网结构的通行能力的时变信息、中观交通仿真引擎、推演实时数据存档、存档数据加载、推演实时路网运行参数输出和调度模块，路网运行状态实时数据存档模型可根据设定文件中所规定的输出时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纪升，张凡，周学松，牛树云，孙晓亮，刘见平，李宏海，张利，朱丽丽，赵丽，崔玮，张金金，王华，王体彬，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11