车路协同系统多分辨率建模与仿真方法研究

车路协同系统是一个涉及多因素多层次复杂关系的大规模实时分布式系统，通过研究车路协同系统多分辨率建模与仿真方法，可实现有针对性的车路协同系统功能模拟与仿真。本课题主要研究多分辨率建模理论方法，将车路协同系统划分为高中低三种不同分辨率，低分辨率描述整段路网的交通流状态，中分辨率描述在一定范围内多车与多个地面设备之间的信息交互，高分辨率描述单个车辆进行的车车、车路信息交互；研究多分辨率模型的聚合解聚问题，确定聚合解聚的时机以及聚合解聚过程中的映射函数；研究多分辨率模型的一致性维护问题，采用UNIFY方法保证并发运行过程中的模型一致性；研究面向车路协同的交通仿真方法，针对信息交互仿真网络规模庞大的情况，研究信息交互仿真优化算法；基于高层体系结构仿真框架，构建车路协同仿真系统。本课题采用的多分辨率建模思想为分析车路协同系统提供了一种新思路，能够为掌握车路协同系统的关键理论与方法奠定基础。

本课题针对车路协同系统的需求，研究系统仿真建模支撑方法。具体成果如下：（1）在平台构建方面，课题组研究了车路协同系统多分辨率仿真模型，系统信息聚合解聚方法以及一致性维护方法。设计了各联邦成员之间的接口协议,通过半实物仿真、虚拟现实等技术研究了车路协同系统视景交互方法。（2）在车路协同系统交通仿真方面，课题组研究了大规模仿真路网的快速构建技术和微观交通流仿真与全时空交通信息提取技术，提出了基于车路协同的全时空交通轨迹重构方法以及基于轨迹重构的交通状态提取方法,提出了基于车路协同车辆速度引导控制的交叉口控制方法以及基于路面状态和车辆跟驰的车速自适应控制方法。（3）在车路协同信息交互方面，课题组结合 OPNET 网络仿真机制、信息交互仿真时间管理机制、OPNET 模型节点构建、OPNET 仿真信道接入协议等方法研究了 OPNET 和 HLA 的联合仿真方法，设计了基于车辆位置的分簇优化路由协议,研究了 MAC 层信道接入协议的优化方法。在车路协同系统无线网络的选取方面，课题组研究了基于神经网络的通信模式竞争机制。（4）课题组设计了路段典型测验场景、交叉口典型试验场景、针对系统需求的测试场景以及针对功能需求的测试场景来对车路协同仿真系统进行测试。