一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法技术

本发明专利技术提供一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法，该方法应属于交通仿真领域，能解决有轨电车在道路信号控制状态下的牵引计算以及道路信号控制设备对牵引计算状态下的有轨电车控制的仿真问题。包括以下步骤：首先根据仿真软件中信号灯状态和有轨电车速度由牵引计算模块计算当前步长开始时有轨电车加速度；然后根据当前步长有轨电车速度和加速度计算下一步长开始时的有轨电车位置以及速度，如有轨电车位置变化触发仿真软件中的虚拟检测器，则将触发信息传给信号控制设备；最后由信号控制设备计算信号灯状态返回给交通仿真软件，进入下一步长。本方法能从有轨电车动力特征角度提高有轨电车运行及信号优先控制仿真的准确性。先控制仿真的准确性。先控制仿真的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法


[0001]本专利技术涉及交通仿真领域，尤其涉及现代有轨电车的运行仿真方法和现代有轨电车信号优先控制仿真方法。

技术介绍

[0002]城市道路的机动车交通具有需求动态性、车辆类型随机性和驾驶行为多样性的特征，其运行效率的评估一般采用排队论或者随机仿真的方法进行。现代有轨电车属于城市轨道交通，其运营具有较强的计划性、可控性，驾驶行为和轨迹受到车辆固有动力特征和运行规范的约束。由于现代有轨电车运行在城市道路环境中，受到道路交通控制的影响，同时道路交通信号控制设备的控制逻辑和控制效果又受到有轨电车动力特征和几何特征的影响。
[0003]目前已有的有轨电车运行仿真分析中一般将有轨电车当作加长的道路机动车来处理，对其动力特征和路线没有按照轨道列车的动力模型即牵引计算进行模拟。与此同时道路交通信号控制设备的控制逻辑和参数是针对道路机动车辆动力运行特征和几何参数而设计的。这对现代有轨电车运行仿真分析的准确性带来一定的影响，特别是在考虑现代有轨电车的道路交通信号优先时，现代有轨电车的详细时空轨迹特征需要被精确的计算，信号控制设备的逻辑也需要充分考虑现代有轨电车的运行时空轨迹特征。
[0004]因此，有必要提供一种新的考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题是提供一种在道路交通仿真软件中引入现代有轨电车牵引计算模型，并同时嵌入实际的道路交通控制硬件设备的仿真方法，来测试不同类型有轨电车和不同信号控制设备在城市道路交通控制环境中的运行情况。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法包括以下步骤：
[0007]S1：根据预定的运行方案和道路交通仿真软件中的信号参数由有轨电车牵引计算模块实时计算有轨电车的运行状态，包括每个步长的速度和加减速度，并将速度信息传递给交通仿真软件；
[0008]S2：将交通仿真软件中有轨电车位置变化触发检测器信息传递给信号控制硬件设备，由信号控制硬件设备计算得到信号灯状态再返回给交通仿真软件；
[0009]S3：在道路交通仿真和有轨电车牵引计算的同时引入第三方信号控制硬件设备测试在牵引计算条件下的有轨电车信号优先的控制运行效果。
[0010]优选的，所述S1、所述S2、所述S3互为输入条件，在每个仿真步长开始计算下一个仿真步长开始时有轨电车的具体位置以及信号的状态，通过以上过程完整模拟牵引计算和交通感应信号控制条件下有轨电车在道路上运行的时空轨迹，从而达到分析不同有轨电车
类型、不同信号控制设备和控制策略的目的。
[0011]优选的，所述S2中有轨电车在通过信号控制交叉口的仿真过程如下：
[0012]当根据牵引计算得到当前步长开始时有轨电车速度，根据该速度计算出下一步长开始时有轨电车在仿真软件中的位置映射时，如果有轨电车车头在该当前步长开始到下一步长开始时间内越过仿真软件中的虚拟检测器，虚拟检测器则将向实际的信号控制设备发送请求信息，实际信号控制设备会根据设定的信号优先控制逻辑进行信号状态调整的计算，并将信号状态实时返回给交通仿真软件中对应的信号灯组，如果有轨电车车头在该步长内没有越过仿真软件中的虚拟检测器，则实际信号控制设备按照既定的逻辑运行，并将信号状态返回给交通仿真软件中的对应信号灯组。有轨电车根据列车当前的速度和交通仿真软件中的信号灯状态进行牵引计算得到有轨电车下一个步长的速度和加速度值。
[0013]与相关技术相比较，本专利技术提供的考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法具有如下有益效果：
[0014]本专利技术提供一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法，提高了单纯在道路交通仿真软件中模拟现代有轨电车运行特征的准确性，也提高了道路交通信号控制机对现代有轨电车控制效果仿真评价的准确性，可以作为现代有轨电车线路的规划设计阶段车辆选型以及道路交通信号控制设备和方案测试的方法。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的系统结构关系图；
[0016]图2是本专利技术的系统数据关系图；
[0017]图3是本专利技术的有轨电车仿真运行流程图；
[0018]图4是有轨电车信号控制和牵引曲线图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0020]请结合参阅图1、图2、图3和图4，其中，图1是本专利技术的系统结构关系图；图2是本专利技术的系统数据关系图；图3是本专利技术的仿真运行流程图；图4是有轨电车信号控制和牵引曲线示意图。
[0021]考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法包括以下步骤：
[0022]如图1，首先建立牵引计算服务器与交通仿真平台以及实际信号控制设备与交通仿真平台之间的实时通信接口。
[0023]如图2，然后配置交通仿真软件与牵引计算服务器和信号控制机的数据互动机制。牵引计算服务器根据交通仿真软件中的信号灯显示状态和列车运行计划计算列车速度和加速度，交通仿真软件根据牵引计算服务器提供的列车速度计算列车的具体位置；当仿真软件中的列车车头通过虚拟检测器时，虚拟检测器向实际的信号控制设备发送检测信息，实际信号控制设备通过检测信息触发信号优先计算逻辑，实际信号控制设备将实际信号灯组的显示状态发送给仿真软件中的对应虚拟信号灯组。
[0024]如图3，运行仿真过程为启动并在step0初始化交通仿真软件、牵引计算服务器、实际信号控制设备。在step
i
时通过有轨电车速度v
i
，位置L
i
计算得到有轨电车在step
i+1
时的
前进距离v
i
t0(t0为仿真时间步长),得到step
i+1
时的有轨电车位置L
i+1
，根据虚拟信号灯状态和当前的速度和加速度以及运营计划计算得到下一步长的速度v
i+1
和加速度。根据仿真软件中从step
i
开始到step
i+1
开始的有轨电车位置变化判断是否触发虚拟检测器，如果触发，则将触发信息发送给实际信号控制设备，实际信号控制设备接受检测信息后输入信号优先计算逻辑，信号控制设备将实际信号灯组在step
i+1
开始的状态发送给交通仿真软件。令i＝i+1，当i＜i
max
(i
max
为仿真最大步长)仿真继续，否则仿真终止。
[0025]如图4，为仿真输出的界面和数据信息。
[0026]与相关技术相比较，本专利技术提供的考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法具有如下有益效果：
[0027]本专利技术提供一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法，提高了单纯在道路交通仿真软件中模拟现代有轨电车运行特征的准确性，也提高了道路交通信号控制机对现代有轨电车控制效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法，其特征在于：S1：根据预定的运行方案和道路交通仿真软件中的信号参数由有轨电车牵引计算模块实时计算有轨电车的运行状态，包括每个步长的速度和加减速度，并将速度信息传递给交通仿真软件；S2：将交通仿真软件中有轨电车位置变化触发检测器信息传递给信号控制硬件设备，由信号控制硬件设备计算得到信号灯状态再返回给交通仿真软件；S3：在道路交通仿真和有轨电车牵引计算的同时引入第三方信号控制硬件设备测试在牵引计算条件下的有轨电车信号优先的控制运行效果。2.根据权利要求1所述的考虑道路交通控制影响的有轨电车牵引计算仿真方法，其特征在于，所述S1、所述S2、所述S3互为输入条件，在每个仿真步长开始时计算下一个仿真步长开始时有轨电车的具体位置以及信号灯状态，通过以上过程完整模拟牵引计算和交通感应信号控制条件下有轨电车在道路上运行的时空...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海雷，陆虎，屈龙，谢涵洲，赵莉莉，崔姗姗，罗典，卢火平，
申请(专利权)人：佛山市城市规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：