(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211028736.0 (22)申请日 2022.08.26 (71)申请人 深圳市城市交通 规划设计 研究中心 股份有限公司 地址 518131 广东省深圳市龙华区民治街 道龙塘社区星河传奇花园三期商厦1 栋C座1210 申请人 深圳新视 达视讯工程有限公司 (72)发明人 陈振武　张阳刚　周勇　曾贤镜　 黄俐晨　黄志军　吴若乾　梁晨　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市伟晨专利代理事务 所(普通合伙) 23209 专利代理师 李冬爽 (51)Int.Cl. G08G 1/01(2006.01)G08G 1/07(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种车路协同微观仿真系统、 方法、 电子设 备及存储介质 (57)摘要 本发明提出一种车路协同微观仿真系统、 方 法、 电子设备及存储介质， 属于车路协同仿真技 术领域。 包括： 场景驱动引擎、 参数配置模块、 车 路协同微观仿真模块、 优化算法模块、 仿真展示 模块、 仿真输出模块和仿真评估模块； 所述场景 驱动引擎分别连接参数配置模块、 优化算法模块 和车路协同微观仿真模块； 所述优化算法模块连 接车路协同微观仿真模块； 所述车路协同微观仿 真模块分别连接仿真展示模块、 仿真输出模块和 仿真评估模块； 解决现有技术中存在的无法满足 大规模车联网场景下对城市交通流影响的仿真 需求以及仿真稳定性差的技 术问题。 权利要求书4页 说明书11页 附图3页 CN 115116231 A 2022.09.27 CN 115116231 A 1.一种车路协同微观仿真系统， 其特征在于， 包括： 场景驱动引擎、 参数配置模块、 车路 协同微观仿真模块、 优化 算法模块、 仿真展示模块、 仿真输出模块和仿真评估 模块； 所述场景驱动引擎分别连接参数配置模块、 优化 算法模块和车路协同微观仿真模块； 所述优化算法模块连接车路协同微观仿真模块； 所述车路协同微观仿真模块分别连接 仿真展示模块、 仿真输出模块和仿真评估 模块； 所述优化 算法模块包括公交优先模块、 车速引导模块、 编队行驶模块和绿波通行模块； 所述参数配置模块用于基础参数配置和仿真场景编辑； 所述场景驱动引擎用于解析参数配置模块中的参数配置与仿真场景文件， 并按照用户 编辑的场景控制车路协同微观仿真模块初始化、 启动、 车辆运动计算和仿真结束； 所述车路协同微观仿真模块包括仿真配置模块、 RSU管理控制模块、 路网模块、 OBU管理 控制模块、 车辆生成模块、 信号灯控制模块和车路协同车辆控制模块； 所述仿真配置模块用于将参数配置模块生成配置和场景信 息生成具体的类实例， 存储 在内存中， 供仿真过程中其它模块访问使用； 所述RSU管理控制模块用于从仿真配置模块中获取生成RSU的实例信息， 将预设消息加 入到对应的队列中， 同时在仿真过程中对OBU、 RSU 进行距离判断与消息交 互； 所述路网模块用于读取和解析对应的路网文件， 并生成路段、 车道、 交叉口、 道路连接 关系类实例， 存 储在内存中， 供其它模块访问使用； 所述OBU管理控制模块用从仿真配置模块中获取OBU的配置信息， 在搭载的车辆实例生 成时， 在仿真世界中生成OBU实例， 并将预设消息加入到对应的队列中， 同时在仿真过程中 对其它OBU、 RSU 进行距离判断与消息交 互； 所述车辆生成模块用于读取微观车辆路径信息， 生成车辆类实例； 所述信号灯控制模块用于读取信号文件的固定配时方案或从数据库获取实时配时方 案， 生成信号灯控制实例， 在仿真过程中对信号灯进行红、 黄、 绿、 绿闪、 红闪灯色控制切换； 所述车路协同车辆控制模块包括车辆行驶路径搜索模块、 车路协同跟驰模块和车路协 同换道控制模块； 所述车辆行驶路径搜索模块用于 选择沿途行驶道路； 所述车路协同跟驰模块用于控制仿真场景中车辆的速度； 所述车路协同换道模型用于控制仿真场景中车辆换道或者协同换道； 所述公交优先模块用于计算交叉口公交优先信号方案； 所述车速引导模块用于计算交叉口引导车速； 所述编队行驶模块用于对交叉口通行 车辆进行编队控制； 所述绿波通行模块用于计算交叉口绿波通行速度； 仿真展示模块用于对仿真路网进行UI展示， 对仿真过程的车辆进行瞬时轨迹和状态展 示； 对RSU和OBU接收到的车路协同消 息进行展示； 对仿真过程各道路和路网的运行指标进 行展示； 所述仿真输出模块用于对仿真过程各道路和路网的运行指标进行输出； 所述仿真评估模块通过对路网中各路段、 车道和车辆运动状态对流量、 密度、 速度、 排 队长队进行统计， 对车辆触发的车路系统场景、 触发次数、 执 行次数进行统计。 2.一种车路协同微观仿真方法， 其特 征在于， 包括以下步骤：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115116231 A 2S1.场景驱动引擎调用参数配置模块、 优化算法模块、 车路协同微观仿真模块、 仿真展 示模块、 仿真输出模块和仿真评估 模块初始化接口， 对各模块进行初始化设置； S2.信号灯控制更新， 根据当前仿真时间的信号灯配时方案， 切换灯色； S3.车辆生成， 获取所有车辆路径信息， 根据仿真时刻， 生成所有发车时间位于上一发 车时步和当前仿真时步之间的车辆对象； S4.场景驱动引擎模块调用优先算法模块中的算法， 输出控制指令至车路协同微观仿 真模块中， 修改车辆的目标 车道、 目标 车速和信号灯色； S5.车辆行驶路径更新， 车辆行驶路径搜索模块结合OBU模型接收的车路协同信息， 更 新车辆行驶路径， 根据车辆行驶路径进一 步计算车辆的目标 行驶车道； S6.车路协同跟驰模块更新， 根据车辆选择的车路协同跟驰模块， 考虑车辆OBU模型中 收到的车路协同消息， 计算车辆沿着路径行驶的安全车速； S7.车路协同换道更新， 根据车辆选择的车路协同换道模型， 以目标行驶车道为基础， 结合车辆OBU模型中收到的车路协同消息， 判断车辆是否需要换道； 若需换道且能换道， 车 辆换道， 若需换道但无法换道， 车路协同跟驰模块控制车辆减速， 车辆在无法通行区域前停 车等待换道； S8.车辆位置更新， 根据 车辆前一刻行驶位置和安全车速以及换道过程， 更新车辆这一 时步的位置； S9.仿真评估模块更新， 获取各路段或车道中所有车辆的状态信息， 计算各类路段或道 路的瞬时数据； S10.OBU管理模块更新， OBU模型根据自身车辆状态， 生成基本安全消息， 根据自身位置 和周边车辆位置信息， 对在通信范围内的RSU和OBU发布车辆消息； S11.RSU管理模块更新， RSU模型根据自身位置和OBU位置， 向通讯范围内的OBU发布消 息； S12.仿真输出模块更新， 对车辆 的位置、 速度状态信息及RSU、 OBU的接收信息、 各路段 和车道的指标信息 输出到文件中； S13.仿真展示模块更新， 在GUI界面上更新车辆位置和状态、 各RSU和OBU接收和发布的 车路协同消息、 各路段和车道的计算指标， 曲线绘制瞬时数据， 显示周期数据的具体数值； S14.判断车辆是否 到达目的地， 对到 达目的的车辆标记已到 达； S15.判断是否仿真结束， 若结束， 则结束仿真， 清空内存； 若不结束， 则跳转至S2进入下 一时步的周期计算。 3.根据权利要求2所述的一种车路协同微观仿真方法， 其特征在于， S5具体包括以下步 骤： S51.从车辆的OBU模型API接口中获取车路协同事件消息， 执行S52， 若未获取到车路协 同事件消息， 执 行S57； S52.解析事 件消息， 获取事 件发生的位置； S53.判断事 件是否发生在车辆行驶路径的前 方路段， 若是 执行S54,若否执 行S57； S54.判断事件是否造成道路拥堵， 获取道路的排队长度和平均通行速度， 若道路的排 队长度高于阈值或行驶速度低于阈值， 判断事件造成了道路拥堵， 若发生拥堵， 执行S 55， 若 否， 执行S56；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115116231 A 3