(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 202210740182.0 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 云控智行 （上海） 汽车 科技有限公司 地址 201805 上海市嘉定区墨玉南路8 88号 2201室J879 (72)发明人 于鑫　宦涣　蔡慧星　戚德敏　 (74)专利代理 机构 上海港慧专利代理事务所 (普通合伙) 31402 专利代理师 杨锴 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G08G 1/052(2006.01) G08G 1/065(2006.01) (54)发明名称 一种基于元胞自动机的车流仿真方法及系 统 (57)摘要 本申请涉及一种基于元胞自动机的车流仿 真方法及系统， 涉及高速公路管理领域。 所述方 法包括获取第一路段的车道与车辆信息， 将所述 第一路段映射为二维的元胞空间； 根据所述车道 与车辆移动最小单位， 将所述元胞空间分割为元 胞； 将所述车辆随机分布在所述元胞， 所述元胞 的状态包括第一状态和第二状态， 所述车辆的类 型包括第一车辆和第二车辆； 迭代时间片， 计算 所述车辆的新位置， 根据所述新位置更新所述元 胞的状态； 基于元胞自动机建立模型， 输入车辆 密度配比参数进行迭代仿真， 输出平均车流量； 所述车辆密度配比参数包括第一车辆密度和第 二车辆密度的比值。 本申请基于仿真结果确定最 佳车量密度配比， 为高速车辆管理提供决策支 持， 保障高速公路安全。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115114782 A 2022.09.27 CN 115114782 A 1.一种基于元 胞自动机的车流仿真方法， 其特 征在于， 包括： 获取第一路段的车道与车辆信息， 将所述第一路段映射 为二维的元 胞空间； 根据所述车道与车辆移动最小单位， 将所述元 胞空间分割为元 胞； 将所述车辆随机分布在所述元胞， 所述元胞的状态包括第一状态和第二状态， 所述第 一状态无 车辆， 所述第二状态有车辆， 所述车辆的类型包括第一车辆和第二车辆； 迭代时间片， 计算所述车辆的新 位置， 根据所述 新位置更新所述元 胞的状态； 基于元胞自动机建立模型， 输入车辆密度配比参数进行迭代仿真， 输出平均车流量； 所 述车辆密度配比参数包括第一车辆密度和第二车辆密度的比值。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述输出平均车流 量， 具体包括： 根据不同的车辆密度配比参数， 确定最大的平均车流 量； 基于最大平均车流 量， 确定对应的最优车辆密度配比； 基于最优车辆密度配比， 若已知第 一车辆密度， 确定第 二车辆密度； 若已知第 二车辆密 度， 确定第一车辆密度。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述计算所述车辆的新 位置， 具体包括： 获取所述车辆的t时刻位置Xn(t)， n为所述车辆数； 确定所述车辆的t时刻速度vn(t)； 迭代一步时间片至t+1时刻， 计算所述车辆的新位置Xn(t+1)， Xn(t+1)＝Xn(t)+vn(t)× 1。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述确定车辆的t时刻速度vn(t)， 具体包 括： 获取所述第一路段的限速信息， 所述 限速信息包括第一 限速和第二 限速， 分别对应第 一车辆和第二车辆； 确定所述车辆类型及车辆操作， 所述车辆操作包括第一操作和第二操作； 当第一操作时， 确定计算 值与限速信息的最小值 为所述车辆对应的t时刻速度vn(t)； 当第二操作时， 确定计算 值与零值的最大值 为所述车辆对应的t时刻速度vn(t)。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于， 所述确定车辆操作， 具体包括： 获取所述车辆的安全车距dsafe和前方视距L； 确定所述车辆的实时速度及其与同车道前方车辆的车距dn， 所述实时速度符合限速信 息； 判断所述车距dn是否小于所述 安全车距dsafe； 若小于所述安全车距， 即dn<dsafe， 判断相邻车道第一距离内是否有车辆， 所述第一距离 小于前方视距； 若第一距离内有车辆， 确定所述车辆进行第二操作； 若第一距离内无车辆， 判断所述前方视距L内车辆车速是否不小于所述车辆的实时速 度； 若小于所述车辆的实时速度， 确定所述车辆进行第二操作； 若不小于所述 安全车距， 即dn≥dsafe， 确定所述车辆进行第一操作。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述判断前方视距L内车辆车速是否不小 于所述车辆的实时速度， 具体包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115114782 A 2若不小于所述车辆 的实时速度， 根据变道概率PChange， 所述车辆若发生变道， 以所述实 时速度变道至相邻车道； 若所述车辆不发生变道， 确定所述车辆进行第二操作； 若所述车辆为第一类型， 限制所述第一类型 车辆变道至最左侧车道， 即PChange＝0。 7.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 当所述前 方视距L内无阻挡时， 具体包括： 在下一步时间片， 根据概 率P， 使所述车辆进行第二操作。 8.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于元胞自动机建立模型， 采用周期 性边界条件。 9.根据权利要求8所述的方法， 其特 征在于， 所述周期性 边界条件， 具体包括： 所述元胞空间的右边界作为左边界左侧的虚拟邻居； 所述元胞空间的左边界作为右边界右侧的虚拟邻居。 10.一个系统， 其特 征在于， 包括： 一个存储器， 被配置为存 储数据及指令； 一个与存储器建立通信的处理器， 其中， 当执行存储器 中的指令时， 所述处理器被配置 为： 获取第一路段的车道与车辆信息， 将所述第一路段映射 为二维的元 胞空间； 根据所述车道与车辆移动最小单位， 将所述元 胞空间分割为元 胞； 将所述车辆随机分布在所述元胞， 所述元胞的状态包括第一状态和第二状态， 所述第 一状态无 车辆， 所述第二状态有车辆， 所述车辆的类型包括第一车辆和第二车辆； 迭代时间片， 计算所述车辆的新 位置， 根据所述 新位置更新所述元 胞的状态； 基于元胞自动机建立模型， 输入车辆密度配比参数进行迭代仿真， 输出平均车流量； 所 述车辆密度配比参数包括第一车辆密度和第二车辆密度的比值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115114782 A 3