Mobil换道模型python代码

时间: 2024-06-18 13:02:39 浏览: 514
Mobil换道模型是一种常用的交通流模型,主要用于研究车辆在高速公路等道路上的换道行为。它的核心思想是将车辆视为具有一定决策能力的个体,根据周围环境和自身特性来决定是否进行换道操作。 关于Mobil换道模型的Python代码实现,可以参考以下步骤: 1. 安装Python模拟器,例如SUMO或者Vissim。 2. 导入相关Python库,例如traci库,用于与模拟器进行交互。 3. 创建车辆类,包括车辆的属性和方法。 4. 实现Mobil换道模型的主要函数,包括计算加速度、计算换道意愿、计算换道目标等。 5. 在模拟器中调用相关函数,模拟车辆的行驶和换道行为。 如果您需要更具体的代码实现细节或者更深入的讨论,欢迎您提出更具体的问题。
相关问题

Python实现车辆换道模型

车辆换道模型主要是用于模拟车辆在多车道道路上的换道行为。下面是一个简单的Python实现,基于IDM和MOBIL模型: ```python import numpy as np class Vehicle: def __init__(self, x, v, a, d, lane): self.x = x # 车辆位置 self.v = v # 车辆速度 self.a = a # 车辆加速度 self.d = d # 车辆长度 self.lane = lane # 车辆所在车道 class Road: def __init__(self, length, lanes): self.length = length # 道路长度 self.lanes = lanes # 车道数 self.vehicles = [[] for _ in range(lanes)] # 每条车道上的车辆列表 def add_vehicle(self, vehicle): lane = vehicle.lane self.vehicles[lane].append(vehicle) def remove_vehicle(self, vehicle): lane = vehicle.lane self.vehicles[lane].remove(vehicle) def get_front_vehicle(self, vehicle): lane = vehicle.lane pos = vehicle.x front_pos = self.length front_vehicle = None for v in self.vehicles[lane]: if v != vehicle and v.x > pos and v.x < front_pos: front_pos = v.x front_vehicle = v return front_vehicle, front_pos def idm_acc(vehicle, front_vehicle, front_pos, delta_t, a_max, b, v_des): s_star = vehicle.d + vehicle.v * delta_t + (vehicle.v * (vehicle.v - front_vehicle.v)) / (2 * np.sqrt(a_max * b)) acc = a_max * (1 - (vehicle.v / v_des)**4 - (s_star / (front_pos - vehicle.d - vehicle.x))**2) return acc def mobil_lane_change(vehicle, front_vehicle, back_vehicle, delta_t, a_max, b, v_des, p, s0): if front_vehicle is None: return False if back_vehicle is None: back_pos = -np.inf else: back_pos = back_vehicle.x delta_v = front_vehicle.v - vehicle.v s_star = vehicle.d + vehicle.v * delta_t + (vehicle.v * delta_v) / (2 * np.sqrt(a_max * b)) acc = idm_acc(vehicle, front_vehicle, front_vehicle.x, delta_t, a_max, b, v_des) if acc < -b: acc = -b if vehicle.v + acc * delta_t > v_des: acc = (v_des - vehicle.v) / delta_t if front_vehicle.x - vehicle.x < s_star: return False if vehicle.x - back_pos < s0: return False if np.random.rand() > p: return False return True def simulate(road, delta_t, a_max, b, v_des, p, s0): for lane in range(road.lanes): for vehicle in road.vehicles[lane]: front_vehicle, front_pos = road.get_front_vehicle(vehicle) back_vehicle, back_pos = None, None if len(road.vehicles[lane]) > 1: idx = road.vehicles[lane].index(vehicle) if idx > 0: back_vehicle = road.vehicles[lane][idx-1] back_pos = back_vehicle.x acc = idm_acc(vehicle, front_vehicle, front_pos, delta_t, a_max, b, v_des) if mobil_lane_change(vehicle, front_vehicle, back_vehicle, delta_t, a_max, b, v_des, p, s0): vehicle.lane = lane - 1 road.vehicles[lane].remove(vehicle) road.vehicles[lane-1].append(vehicle) continue vehicle.a = acc vehicle.v += acc * delta_t vehicle.x += vehicle.v * delta_t ``` 假设有一条双车道的道路,长度为1000米,车道宽度为3.5米,最大速度为120 km/h。我们可以按照以下方式模拟车辆行驶: ```python delta_t = 0.1 # 时间步长 a_max = 3 # 最大加速度 m/s^2 b = 3 # 最大减速度 m/s^2 v_des = 33.33 # 最大速度 m/s p = 0.5 # 换道概率 s0 = 2 # 最小车距 m road = Road(length=1000, lanes=2) for i in range(20): x = np.random.rand() * 800 + 100 v = np.random.rand() * v_des a = 0 d = 5 lane = 0 if i % 2 == 0 else 1 vehicle = Vehicle(x, v, a, d, lane) road.add_vehicle(vehicle) for _ in range(1000): simulate(road, delta_t, a_max, b, v_des, p, s0) ``` 这里我们先生成20辆随机车辆,然后模拟1000秒的行驶过程。每秒钟调用一次simulate函数,更新每辆车的位置和速度。在simulate函数中,我们先计算车辆的加速度,然后判断是否需要换道,最后更新车辆的位置和速度。

SUMO-idm跟驰模型代码

SUMO-idm跟驰模型是一种基于间距-速度控制的车辆跟驰模型,其代码实现如下: ```python class IDMVehicle(AVLaneVehicle): """ A vehicle using the IDM acceleration model. This vehicle implements the IDM car-following model. Additionally, it may use the MOBIL lane-changing model to change lanes. Parameters ---------- * see parents * idm_params : dict, optional Dictionary with parameters for the IDM model. The default value is `{'a': 1.3, 'b': 2.0, 'v0': 30, 'T': 1.5, 's0': 2, 'delta': 4}`. For a description of the parameters, please refer to the `IDM model wikipedia page <https://en.wikipedia.org/wiki/Intelligent_driver_model>`_. Notes ----- The MOBIL model is only used if the `lane_change_controller` is set to a `MobilLaneChanger` instance. Examples -------- >>> from flow.controllers import IDMController, ContinuousRouter >>> from flow.core.params import VehicleParams, SumoParams >>> >>> sumo_params = SumoParams(sim_step=0.1, render=False) >>> vehicle_params = VehicleParams() >>> vehicle_params.add( ... "human", ... acceleration_controller=(IDMController, {}), ... routing_controller=(ContinuousRouter, {}), ... num_vehicles=20) >>> >>> # create a network and a scenario >>> from flow.networks import HighwayNetwork >>> from flow.scenarios import Scenario >>> from flow.core.params import NetParams >>> from flow.core.params import InitialConfig >>> from flow.scenarios import HighwayScenario >>> from flow.envs.ring.accel import IDMVehicle >>> >>> network = HighwayNetwork( ... name='highway', ... vehicles=vehicle_params, ... net_params=NetParams(), ... initial_config=InitialConfig( ... spacing="uniform", ... lanes_distribution=float("inf"), ... lanes_count=2 ... ) ... ) >>> scenario = HighwayScenario( ... name='highway', ... generator_class=HighwayGenerator, ... vehicles=vehicle_params, ... net_params=NetParams(), ... initial_config=InitialConfig( ... spacing="uniform", ... lanes_distribution=float("inf"), ... lanes_count=2 ... ) ... ) >>> >>> # create the environment >>> from flow.envs import HighwayPOEnv >>> env = HighwayPOEnv( ... env_params=EnvParams(), ... sim_params=sumo_params, ... scenario=scenario, ... simulator='traci' ... ) >>> >>> # run the simulation >>> obs = env.reset() >>> for i in range(100): ... action = [1, 0] ... obs, rewards, dones, info = env.step(action) ... if i % 10 == 0: ... env.render() >>> env.close() """ def __init__(self, *args, **kwargs): super().__init__(*args, **kwargs) self.idm_params = kwargs.get( "idm_params", {'a': 1.3, 'b': 2.0, 'v0': 30, 'T': 1.5, 's0': 2, 'delta': 4}) def get_accel(self, env): """See parent class.""" leader = self.get_leader(env) if leader is None: return self.idm_params["a"] v = env.k.vehicle.get_speed(self.id) v_leader = env.k.vehicle.get_speed(leader) dv = max(0, v_leader - v) s = env.k.vehicle.get_headway(self.id) s_star = self.idm_params["s0"] + max( 0, v * self.idm_params["T"] + v * dv / (2 * np.sqrt(self.idm_params["a"] * self.idm_params["b"]))) return self.idm_params["a"] * ( 1 - np.power(v / self.idm_params["v0"], self.idm_params["delta"]) - np.power(s_star / s, 2)) ``` 其中,`get_accel`方法是计算车辆加速度的主要函数。在该函数中,根据跟驰模型的公式计算出车辆的期望车头间距`s_star`,然后根据该期望车头间距计算车辆的加速度。具体来说,该模型主要包含以下几个参数: - `a`:车辆加速度的最大值; - `b`:车辆减速度的最大值; - `v0`:车辆的期望速度; - `T`:期望的时间间隔,即车辆跟前车保持的时间间隔; - `s0`:车辆的最小车头间距; - `delta`:车辆速度对加速度的影响因子。 通过调整这些参数,可以对车辆的行为进行调整。
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