使用Aimsun API为互联车辆建模：”合作自适应巡航控制“
技术注解 #22
2017年1月
作者：Paolo Rinelli, Dimitris Triantafyllos
你知道吗，你可以使用Aimsun micro高级编程接口（API）来为一些互联汽车应用建模，如”合作自适应巡航控制“（Cooperative Adaptive Cruise Control – CACC）。
对于这一应用，你需要的功能是：
- 读取一辆车和前一辆车的状态（检查两者是否在系统的最大通信范围内，并读取两者之间将传输的信息，如：位置、速度、加速度等）。
- 修改车辆的行为参数以模拟从人类到机器控制的过渡
- 在仿真过程中控制车辆的速度
该API提供了执行这些任务的所有功能。
”合作自适应巡航控制“
“合作自适应巡航控制”依赖于车辆间的通信，以获取领先车辆的速度、距离和加速度，从而计算出跟随者车辆应采用的速度或加速度。
带有V-V通信和物体传感器的车辆串的示意图（来源： TNO报告，2007-D-R0280/B，设计和评估一个综合全范围的速度协助，2007年3月20日)
CACC逻辑的一个例子（参考Bart van Arem等人，The Impact of Cooperative Adaptive Cruise Control on Traffic Flow Characteristics, 2006）是：
ad = k3a + k2ev + k1ex, k1, k2, k3 > 0
其中：
ad 是跟车应该应用的加速度
a 是领车的加速度
ev,i 是速度误差，等于领车和跟车之间的相对速度
exi是间距误差，等于期望间距xd,i和当前间距 xr,i差
k1, k2, k3 是加速度a，速度vx 和间距误差ex 的控制器反馈回路增益
Aimsun micro API的实施
所附的源代码提供了上述CACC逻辑的实施实例。 该执行依赖于以下功能。
所有进入网络的车辆必须被设置为跟踪，这样你就可以在事后修改它们的速度。
解释：将一辆车设置为被跟踪的
步骤1
在每一个仿真步骤中，我们用以下函数得到一个单车道路段*的车辆数量：
解释：读取一个路段的车辆总数
* 在这个例子中，找到领车是很简单的，因为只有一个路段和一条车道，而且API返回的车辆是从路段的终点到起点的顺序。 如果你想处理有多个车道和路段的更复杂情况，你应该重写这个函数。
使用以下函数获得每辆车的状态和其领车的状态：
解释：读取车辆在路段的信息
步骤2
检查两车之间的距离是否在系统的最大通信范围内，在这种情况下，CACC被激活。 CACC的激活是通过改变一些反映人的驾驶行为的车辆参数来模拟的。
要改变车辆的行为参数，例如reactionTime、reactionTimeAtStop、reactionTimeAtTrafficLight、sensitivityFactor、minDistanceVeh，你可以使用以下函数*：
解释：修改被跟踪车辆的静态参数。 静态参数是那些在车辆生成时就设定好的参数
* 不要忘记缓存这些参数的初始值，以便在CACC停用时能够恢复这些参数。
步骤3
用上述的CACC公式计算速度，用以下函数应用新的速度：
解释：为下一个仿真步骤修改被跟踪车辆的速度
请注意，Aimsun不允许你设置一个高于它应用默认跟车计算的速度。 我们在激活CACC时设置的车辆参数，目的是使默认的跟车速度比CACC速度的限制要小。
如果一辆CACC车辆的领队离开了排队，后面的车辆必须恢复到手动驾驶状态。 这是通过恢复车辆参数的初始值来实现的。
运行样本API
下载下面的样本文件，并确保所有文件都位于同一目录中：
记住，Aimsun AAPI文件必须与目前使用的Aimsun版本一致。 你可以在这里获取：C:\Program Files\TSS-Transport Simulation Systems\Aimsun\programming\Aimsun API\AAPIPython\Micro
程序
- 启动Aimsun，然后打开提供的CACC.ang文件
- 执行 “复制”。 参见日志窗口，了解关于CACC运行的详细反馈
许可证：请注意，你需要一个API许可证来运行这个例子。 欲了解更多信息，请联系 info@aimsun.com
