基于SUMO的公交優(yōu)先硬件在環(huán)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)

馬小陸，王 磊，李 軍

1.安徽工業(yè)大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，安徽馬鞍山,243002；

2.安徽達(dá)爾智能控制系統(tǒng)股份有限公司，安徽蕪湖,241002

隨著城市化進(jìn)程逐漸深化，交通擁堵和交通事故的頻發(fā)極大影響了城市整體運(yùn)行效率，大力發(fā)展公共交通出行是緩解城市道路擁堵的重要方法[1]。公交優(yōu)先通行策略能夠大大提高公共出行的效率[2]。同時(shí)V2X技術(shù)快速發(fā)展，我國(guó)高度重視與車(chē)聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展，目前在關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)與政策等方面處于高速推進(jìn)階段。2020年中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)等11個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布了《智能汽車(chē)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》[3-4]，提出到2025年，與智能交通系統(tǒng)和智慧城市相關(guān)的設(shè)施建設(shè)將取得積極進(jìn)展，車(chē)用無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋?？梢?jiàn)基于V2X技術(shù)的公交優(yōu)先通行策略，對(duì)于智慧城市的發(fā)展至關(guān)重要[5]。

基于V2X技術(shù)的公交優(yōu)先通行策略大多是利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行程序驗(yàn)證[6-8]，缺乏一個(gè)完整的測(cè)試架構(gòu)，無(wú)法保證程序的實(shí)際運(yùn)行效果；同時(shí)由于公交優(yōu)先系統(tǒng)場(chǎng)景測(cè)試的復(fù)雜性[9]，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的干擾太大，測(cè)試效率極低，并且交通環(huán)境的復(fù)雜性，也帶來(lái)了一定的危險(xiǎn)性。

本文設(shè)計(jì)了一種基于SUMO(Simulation of Urban Mobility)的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于真實(shí)的地圖數(shù)據(jù)，并且能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，將程序的執(zhí)行結(jié)果反饋到仿真平臺(tái)，保證程序的實(shí)際執(zhí)行效果，同時(shí)避免了道路測(cè)試的弊端，大大提高了程序開(kāi)發(fā)的效率。

1 基于SUMO的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的系統(tǒng)

基于SUMO的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的作用是為了進(jìn)行公交優(yōu)先模塊的程序測(cè)試，降低公交優(yōu)先程序測(cè)試的復(fù)雜性，提高程序開(kāi)發(fā)的效率，并且避免了道路測(cè)試可能帶來(lái)的安全問(wèn)題。該平臺(tái)基于真實(shí)城市道路地圖數(shù)據(jù)，為公交優(yōu)先場(chǎng)景的測(cè)試提供實(shí)時(shí)在線(xiàn)的數(shù)據(jù)集(實(shí)時(shí)的車(chē)輛信息以及檢測(cè)器信息)，并且能夠?qū)崟r(shí)在線(xiàn)的修改交叉口信號(hào)配時(shí)方案以及車(chē)輛速度。該系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 基于SUMO的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)框圖

在圖1中，基于SUMO的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)系統(tǒng)框圖主要分為三個(gè)部分，即公交車(chē)車(chē)載平臺(tái)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)平臺(tái)以及基于SUMO軟件的仿真平臺(tái)。三個(gè)部分的主要作用分別如下：

(1)基于SUMO軟件的仿真平臺(tái)，包括了SUMO交通仿真軟件、PyCharm集成開(kāi)發(fā)環(huán)境以及交換機(jī)設(shè)備。其中SUMO是免費(fèi)、開(kāi)源、多模態(tài)的交通系統(tǒng)仿真工具，可以實(shí)現(xiàn)交通流的微觀(guān)控制；SUMO支持多種路網(wǎng)導(dǎo)入功能，包括了OpenStreetMap、VISUM以及XML-Descriptions等；SUMO中的TraCI模塊(Traffic Control Interface)允許使用Python與SUMO進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，通過(guò)TraCI模塊可以實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛信息、道路信息、排隊(duì)長(zhǎng)度、交叉口信號(hào)燈信息等，同時(shí)能夠在線(xiàn)修改SUMO仿真環(huán)境中車(chē)輛的信息、交叉口信號(hào)配時(shí)方案等。PyCharm軟件是Python語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，在PyCharm中搭建了基于SUMO軟件的服務(wù)器平臺(tái)。最后基于網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了公交車(chē)輛、信號(hào)機(jī)和SUMO仿真平臺(tái)的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的TCP/IP實(shí)時(shí)通信。

(2)公交車(chē)車(chē)載平臺(tái)包括了公交車(chē)車(chē)載設(shè)備OBU(On Board Unit)和車(chē)載顯示屏，OBU運(yùn)行著公交優(yōu)先算法，接收從SUMO仿真平臺(tái)下發(fā)的公交車(chē)信息(速度、位置、轉(zhuǎn)向角)，模擬公交車(chē)在實(shí)際道路行駛所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，測(cè)試公交優(yōu)先模塊的穩(wěn)定性和可行性；將公交車(chē)的位置、速度以及行駛方向在車(chē)載顯示屏的地圖中進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；并且實(shí)時(shí)地將公交車(chē)的車(chē)輛信息通過(guò)DSRC模塊發(fā)送給車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)；公交車(chē)車(chē)載設(shè)備通過(guò)DSRC模塊獲取車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)廣播的路口信號(hào)配時(shí)方案，進(jìn)行車(chē)速引導(dǎo)，并將車(chē)速引導(dǎo)信息發(fā)送到仿真平臺(tái)，保證仿真平臺(tái)中的公交車(chē)車(chē)速和實(shí)際引導(dǎo)車(chē)速的同步；將紅綠燈的燈色和倒計(jì)時(shí)在車(chē)載顯示屏上進(jìn)行顯示。

(3)車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)控制路口的交通信號(hào)燈，同時(shí)擁有V2X通信能力。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)通過(guò)TCP/IP上傳信號(hào)配時(shí)方案，控制SUMO軟件中某個(gè)交通路口車(chē)輛的放行；通過(guò)DSRC模塊獲取公交車(chē)發(fā)送的公交優(yōu)先請(qǐng)求，結(jié)合控制策略對(duì)信號(hào)燈的執(zhí)行進(jìn)行干預(yù)；同時(shí)將信號(hào)配時(shí)信息發(fā)送到仿真平臺(tái)，修改仿真平臺(tái)中對(duì)應(yīng)路口的信號(hào)燈的配時(shí)方案，保證仿真平臺(tái)和實(shí)際車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)的信號(hào)控制的同步。

SUMO仿真平臺(tái)為公交優(yōu)先控制提供模擬的測(cè)試環(huán)境以及動(dòng)態(tài)的測(cè)試數(shù)據(jù)，同時(shí)保證和其他平臺(tái)之間實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互。該平臺(tái)包括了SUMO軟件和PyCharm服務(wù)器模塊。SUMO仿真平臺(tái)的架構(gòu)如圖2所示。

圖2 SUMO仿真平臺(tái)架構(gòu)圖

SUMO軟件是在環(huán)仿真系統(tǒng)中極其重要的一部分，為仿真系統(tǒng)提供了模擬測(cè)試環(huán)境及測(cè)試的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。包括道路網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建、交通需求的配置、交通管理以及TraCI在線(xiàn)交互等基本功能。PyCharm服務(wù)器平臺(tái)通過(guò)TraCI模塊實(shí)現(xiàn)了和SUMO軟件實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，獲取SUMO交通模擬環(huán)境中的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崟r(shí)修改和控制SUMO中的交通參數(shù)，同時(shí)和車(chē)載設(shè)備以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

SUMO交通路網(wǎng)模型的建立，通過(guò)軟件提供的osmWebWizard.py腳本工具可以快速建立真實(shí)的交通路網(wǎng)模型，能夠提供真實(shí)地理位置信息，包括對(duì)于交通環(huán)境參數(shù)的設(shè)置(車(chē)流量、行人、公共交通等)。操作界面如圖3所示。

圖3 交通路網(wǎng)操作界面

交通需求模塊，是在生成道路網(wǎng)絡(luò)之后，完成對(duì)路網(wǎng)中車(chē)輛的描述。該模塊規(guī)定了車(chē)輛的物理特性、速度以及行駛路徑等，同時(shí)提供了公共交通工具的建模，道路行人的模擬等功能。通過(guò)XML語(yǔ)言定義需要操作的車(chē)輛的編號(hào)、類(lèi)型、顏色、最大車(chē)速，以及車(chē)輛的行駛路徑等參數(shù)。交通管理模塊，定義了交通信號(hào)燈的相關(guān)屬性，包括了信號(hào)燈的相位、綠燈時(shí)長(zhǎng)設(shè)置，同樣采用XML語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)。

交通數(shù)據(jù)輸出模塊，支持多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)輸出，包括車(chē)輛的速度、行程信息、排放量以及軌跡。TraCI交互模塊允許訪(fǎng)問(wèn)正在運(yùn)行的道路交通模擬，它允許檢索模擬對(duì)象的值并“在線(xiàn)”操縱其行為。為了保證TraCI模塊的實(shí)時(shí)交互功能，SUMO提供了多個(gè)API接口函數(shù)。常用的API函數(shù)如表1所示。

表1 常用的API函數(shù)

同時(shí)為了和SUMO軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交互，實(shí)時(shí)獲取和修改SUMO仿真軟件中的交通參數(shù)，以及建立和車(chē)載設(shè)備OBU、車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互?；赟UMO的TraCI模塊的特點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性，在PyCharm軟件中搭建了用于和SUMO軟件、車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)以及OBU進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的服務(wù)器平臺(tái)，包括多客戶(hù)端連接模塊、SUMO仿真控制模塊、OBU數(shù)據(jù)處理模塊以及信號(hào)機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊。

PyCharm軟件建立的多客戶(hù)端連接的模塊保證了多個(gè)信號(hào)機(jī)平臺(tái)和車(chē)載設(shè)備平臺(tái)的接入；SUMO仿真控制模塊構(gòu)建了PyCharm軟件和SUMO之間的通信橋梁，該模塊通過(guò)TraCI提供的API和SUMO仿真軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，獲取公交車(chē)輛的多種信息，同時(shí)能夠?qū)崟r(shí)地修改SUMO軟件中車(chē)輛狀態(tài)以及交通信號(hào)配時(shí)方案。信號(hào)機(jī)數(shù)據(jù)處理模塊通過(guò)TCP/IP從信號(hào)機(jī)獲取信號(hào)配時(shí)方案，根據(jù)信號(hào)機(jī)id的不同，對(duì)SUMO軟件中不同路口的信號(hào)機(jī)進(jìn)行不同的配置。OBU數(shù)據(jù)處理模塊處理從SUMO軟件獲取車(chē)輛信息，根據(jù)車(chē)輛id，將不同的車(chē)輛數(shù)據(jù)發(fā)送給不同的車(chē)載設(shè)備。

服務(wù)器程序流程如圖4所示。首先程序啟動(dòng)，進(jìn)行相應(yīng)的初始化操作，并且通過(guò)一小段的引導(dǎo)代碼建立PyCharm平臺(tái)和SUMO仿真環(huán)境的連接，然后進(jìn)行多客戶(hù)端服務(wù)器的建立，等待信號(hào)機(jī)客戶(hù)端和車(chē)載設(shè)備客戶(hù)端的連接請(qǐng)求，一旦建立連接之后，客戶(hù)端會(huì)發(fā)送相應(yīng)的類(lèi)型識(shí)別碼，多客戶(hù)端服務(wù)器模塊會(huì)判斷客戶(hù)端的類(lèi)型，根據(jù)不同類(lèi)型創(chuàng)建不同的子進(jìn)程。

圖4 SUMO仿真平臺(tái)流程圖

車(chē)載設(shè)備子線(xiàn)程的主要作用就是獲取SUMO軟件中對(duì)應(yīng)公交車(chē)的車(chē)輛信息，包括車(chē)輛的經(jīng)緯度、速度、轉(zhuǎn)向角，并且將這些信息按照一定的格式進(jìn)行封裝，最后通過(guò)TCP/IP發(fā)送給對(duì)應(yīng)的車(chē)載設(shè)備，同時(shí)線(xiàn)程中對(duì)公交車(chē)的?？繒r(shí)間以及延誤時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行結(jié)果的輸出。信號(hào)機(jī)子線(xiàn)程的作用就是從車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)實(shí)時(shí)獲取信號(hào)機(jī)的配時(shí)方案信息，對(duì)SUMO中對(duì)應(yīng)路口的信號(hào)燈配時(shí)信息進(jìn)行修改，保證信號(hào)機(jī)平臺(tái)的相位執(zhí)行和SUMO仿真平臺(tái)的相位執(zhí)行的同步。

2 硬件平臺(tái)

2.1 車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)

信號(hào)機(jī)是交通信號(hào)控制、交通信息采集與處理的中心。基于V2X技術(shù)的車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)硬件系統(tǒng)，將V2X技術(shù)和交通信號(hào)控制系統(tǒng)進(jìn)行融合，賦能了傳統(tǒng)交通信號(hào)控制機(jī)V2X通信的能力。因此該硬件系統(tǒng)的組成包括：V2X核心控制模塊、主控模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、黃閃模塊、車(chē)檢通訊模塊、控制面板模塊以及DSRC通信模組。系統(tǒng)硬件整體如圖5所示。

圖5 車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)硬件平臺(tái)原理框圖

V2X核心控制模塊是控制系統(tǒng)的核心，采用了高性能的I.MX6Q的四核處理器，最高頻率可達(dá)1 GHz，滿(mǎn)足了交通信號(hào)控制以及V2X通信的需求；V2X通信模塊采用基于DSRC技術(shù)的通信模組，通過(guò)USB和CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；主控模塊作為系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)發(fā)樞紐，用于和各個(gè)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；驅(qū)動(dòng)模塊用驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈的工作，設(shè)計(jì)了信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、電壓檢測(cè)電路以及電流檢測(cè)電路；黃閃模塊作為系統(tǒng)安全的冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)生故障時(shí)，能夠控制路口黃燈，進(jìn)行預(yù)警提示，設(shè)計(jì)了和驅(qū)動(dòng)板相同的驅(qū)動(dòng)電路；車(chē)檢通訊模塊是各類(lèi)傳感器的采集模塊，設(shè)計(jì)各種不同的通信接口：CAN總線(xiàn)接口、485總線(xiàn)接口、IO接口以及UART接口。

2.2 公交車(chē)車(chē)載設(shè)備

公交車(chē)車(chē)載設(shè)備，是公交車(chē)數(shù)據(jù)處理和公交優(yōu)先請(qǐng)求處理的中心。公交車(chē)車(chē)載設(shè)備硬件系統(tǒng)，需要能夠滿(mǎn)足車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求，能夠進(jìn)行V2X通信，采集公交車(chē)的車(chē)輛信息，所以采用JS-2018-V車(chē)載設(shè)備。JS-2018-V硬件原理如圖6所示。

圖6 公交車(chē)車(chē)載設(shè)備硬件平臺(tái)原理框圖

JS-2018-V車(chē)載設(shè)備是一款工作在5 850～5 925 MHz頻段的專(zhuān)用短程通信(DSRC)設(shè)備，置于公交車(chē)內(nèi)部，支持IEEE 802.11p、IEEE 1609x及SAE-J2735等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧，對(duì)外提供USB、串口、網(wǎng)口、CAN等功能接口，支持GPS、WiFi/BT、4G等通用功能。系統(tǒng)硬件實(shí)物如圖7所示。

圖7 公交車(chē)車(chē)載設(shè)備硬件平臺(tái)實(shí)物圖

2.3 車(chē)載顯示屏

車(chē)載顯示屏是車(chē)輛上完成人機(jī)對(duì)話(huà)和系統(tǒng)信息顯示的重要設(shè)備。在公交優(yōu)先系統(tǒng)中是不可缺少的一部分，需要完成公交車(chē)位置、速度、以及預(yù)警信息的顯示等。車(chē)載顯示屏基于Android操作系統(tǒng)，運(yùn)行著車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的框架如圖8所示。車(chē)載顯示屏通過(guò)WiFi和公交車(chē)車(chē)載設(shè)備進(jìn)行交互，扮演著服務(wù)器的角色。

圖8 車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序框架

OBU將車(chē)輛信息(經(jīng)緯度信息、車(chē)速的速度信息、轉(zhuǎn)向角、紅綠燈信息以及預(yù)警信息)編碼成JSON(JavaScript Object Notation)格式，發(fā)送到車(chē)載顯示屏；車(chē)載顯示屏數(shù)據(jù)處理模塊，進(jìn)行JSON數(shù)據(jù)的解析得到不同的數(shù)據(jù)，將解析得到的預(yù)警數(shù)據(jù)發(fā)送到預(yù)警信息顯示模塊，同時(shí)將車(chē)輛的位置、速度等信息發(fā)送到地圖顯示模塊；預(yù)警信息顯示模塊，根據(jù)消息類(lèi)型的不同，創(chuàng)建不同的預(yù)警界面，顯示相應(yīng)的預(yù)警信息，提示公交車(chē)駕駛員；地圖顯示模塊，根據(jù)車(chē)輛的id和位置，在地圖上進(jìn)行本車(chē)位置、行駛方向、以及速度的顯示，同時(shí)在屏幕上顯示它車(chē)的相關(guān)信息。

3 在環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

3.1 仿真實(shí)驗(yàn)搭建

為了驗(yàn)證該硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的可行性，搭建了基于SUMO仿真軟件、單個(gè)車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)、單個(gè)公交車(chē)車(chē)載設(shè)備、PyCharm軟件以及車(chē)載顯示屏的硬件在環(huán)仿真系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖9所示。

圖9 公交優(yōu)先在環(huán)仿真系統(tǒng)

SUMO仿真環(huán)境運(yùn)行在PC中，包括了SUMO交通仿真軟件以及PyCharm仿真軟件。在SUMO交通仿真軟件中，基于SUMO軟件的osmWebWizard.py腳本工具的地圖導(dǎo)入功能，選取蕪湖10路公交車(chē)的線(xiàn)路作為背景地圖，同時(shí)選取赭山西路與九華中路的交叉口作為場(chǎng)景測(cè)試的路口。

在PyCharm軟件中搭建了和SUMO實(shí)時(shí)交互的服務(wù)器平臺(tái)，實(shí)時(shí)獲取車(chē)輛的位置、速度、轉(zhuǎn)向等信息，并能夠?qū)崟r(shí)在線(xiàn)修改信號(hào)燈的相位以及車(chē)輛速度。通過(guò)交換機(jī)，構(gòu)建了基于車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)控制機(jī)、車(chē)載設(shè)備OBU以及PyCharm軟件平臺(tái)的局域網(wǎng)。PyCharm軟件平臺(tái)在該系統(tǒng)中扮演著服務(wù)器的角色，車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)控制機(jī)、OBU作為系統(tǒng)客戶(hù)端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)仿真步驟如下：

Step1：PyCharm服務(wù)器和SUMO仿真平臺(tái)運(yùn)行；

Step2：車(chē)載設(shè)備與車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)客戶(hù)端連接PyCharm服務(wù)器，PyCharm服務(wù)器將SUMO仿真環(huán)境中一輛公交車(chē)的實(shí)時(shí)位置、速度、方向角等信息通過(guò)TCP/IP發(fā)送給OBU中，模擬公交車(chē)的實(shí)際運(yùn)行，同時(shí)從車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)中獲取信號(hào)配時(shí)信息，控制赭山西路與九華中路的交叉口的信號(hào)燈相位的執(zhí)行；

Step3：車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)通過(guò)DSRC模塊廣播信號(hào)配時(shí)信息以及信號(hào)機(jī)位置信息，以及接收OBU發(fā)送的公交車(chē)請(qǐng)求信息；

Step4：OBU通過(guò)DSRC模塊獲取車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)廣播的配時(shí)信息和位置信息，計(jì)算前方路口的紅綠燈燈色以及倒計(jì)時(shí)信息，通過(guò)WiFi將配時(shí)信息發(fā)送到車(chē)載顯示屏進(jìn)行顯示，并在第一次接收到該信息時(shí)，進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)；同時(shí)OBU計(jì)算與交叉口的距離，由于無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)距離的模擬，所以O(shè)BU判斷與交叉口的距離為300 m以?xún)?nèi)，才發(fā)送公交車(chē)的優(yōu)先請(qǐng)求信息，包括了優(yōu)先相位、速度、位置等信息；

Step5：當(dāng)車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)，接收到公交車(chē)發(fā)送的優(yōu)先請(qǐng)求，則進(jìn)入公交優(yōu)先控制模式。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

通過(guò)搭建的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)，進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。PyCharm軟件通過(guò)TraCI接口獲取該公交車(chē)的是實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息、速度信息以及轉(zhuǎn)向角信息，通過(guò)TCP/IP發(fā)送給OBU，模擬公交車(chē)的實(shí)際運(yùn)行。同時(shí)車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)運(yùn)行實(shí)際的路口相位方案，通過(guò)TCP/IP發(fā)送到PyCharm中，控制SUMO中的一個(gè)實(shí)際路口的紅綠燈的執(zhí)行。

當(dāng)公交車(chē)行駛到該路口時(shí)，此時(shí)公交車(chē)會(huì)接收到車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)發(fā)送的相位信息，OBU判斷該路口是否為前方即將到達(dá)的路口，然后解析車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)WiFi將路口的距離、紅綠燈的燈色、倒計(jì)時(shí)發(fā)送到車(chē)載顯示屏中進(jìn)行顯示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了基于V2X技術(shù)的硬件在環(huán)仿真平臺(tái)的可行性和實(shí)用性。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種在V2X環(huán)境下，通過(guò)SUMO仿真軟件，搭建了車(chē)載設(shè)備和車(chē)聯(lián)網(wǎng)信號(hào)機(jī)的硬件在線(xiàn)閉環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)，SUMO為公交優(yōu)先通行系統(tǒng)的測(cè)試提供了豐富的數(shù)據(jù)集，并且能夠在線(xiàn)修改SUMO仿真平臺(tái)中車(chē)輛信息以及路口信號(hào)燈的配時(shí)方案。仿真平臺(tái)能夠有效驗(yàn)證公交優(yōu)先控制系統(tǒng)的控制效果，提高程序開(kāi)發(fā)的效率，避免了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的危險(xiǎn)性，同時(shí)為今后的進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。