隨著科技水平的發(fā)展,自動駕駛行業(yè)近年來發(fā)展迅速,目前已經(jīng)有多家公司制造出了能夠在實(shí)際道路上行駛的自動駕駛汽車,不難預(yù)料,未來自動駕駛車輛會普及到每個(gè)家庭。但是,在自動駕駛車輛全面普及之前,會有一段時(shí)間自動駕駛車輛與人類駕駛車輛同時(shí)在道路上行駛,形成混合交通流。自動駕駛車輛的駕駛行為與人類駕駛車輛的駕駛行為有所區(qū)別,尤其在換道過程中,這種區(qū)別更加明顯。在城市道路中,快速路扮演著重要的角色,也承擔(dān)了大部分交通量,并且由于快速路交織區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),車輛在快速路交織區(qū)一定發(fā)生換道行為。因此,有必要研究自動駕駛車輛加入后,混合交通下城市快速路交織區(qū)的交通流變化規(guī)律。結(jié)合自動駕駛車輛的特性,分析自動駕駛車輛的換道行為,將換道策略分為換道意圖的產(chǎn)生、換道條件的判斷以及換道收益的計(jì)算三個(gè)步驟;以博弈論思想為基礎(chǔ),量化計(jì)算自動駕駛車輛換道收益,采用納什均衡的方法對模型進(jìn)行求解,得到最優(yōu)換道策略;以元胞自動機(jī)模型為基礎(chǔ),改進(jìn)演化規(guī)則,建立符合城市快速路交織區(qū)特性的混合交通流仿真模型;以長春市南部快速路某段交織區(qū)為實(shí)例,對該路段進(jìn)行仿真,驗(yàn)證模型的可行性,通過控制自動駕駛車輛的比例觀察快速路交織區(qū)交通流率和平均速度的變化規(guī)律。結(jié)果顯示,當(dāng)自動駕駛車輛加入時(shí),城市快速路交織區(qū)通行能力和平均速度有所提高,當(dāng)僅有一條車道加入10%的自動駕駛車輛時(shí),通行能力和平均速度僅提高4%,當(dāng)四條車道都加入90%的自動駕駛車輛時(shí),通行能力和平均速度提高27%。但是隨著自動駕駛車輛比例的提高,通行能力和平均速度提升幅度的變化率逐漸放緩,當(dāng)自動駕駛車輛的比例從10%增加到40%時(shí),通行能力和平均速度有明顯的提高,當(dāng)自動駕駛車輛的比例從40%增加到90%時(shí),通行能力和平均速度提高得比較緩慢。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U491
【部分圖文】：

第 5 章 仿真實(shí)驗(yàn)分析利用第四章基于元胞自動機(jī)模型進(jìn)行改進(jìn)的城市快速路交織區(qū)交通流仿真模型，以長春市南部快速路為例進(jìn)行實(shí)例仿真，首先對仿真模型的參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定然后根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的可行性，最后分析有自動駕駛車輛的加入時(shí)，快速路交織區(qū)交通流產(chǎn)生的變化。5.1 參數(shù)標(biāo)定以長春市南部快速路為實(shí)例，選取該快速路上臨近伊通河的交織區(qū)作為基礎(chǔ)路段，對交織區(qū)的一側(cè)，即自西向東方向的道路進(jìn)行仿真。通過航拍對該路段進(jìn)行調(diào)查，如圖 5-1 所示，視頻中的路段全長 400 米，由于在仿真場景中，一輛小汽車僅占用一個(gè)元胞，取小汽車長度為 4 米，即一個(gè)元胞的長度為 4 米，則仿真場景長度為 100 個(gè)元胞。路段限速為 80km/h，根據(jù)元胞長度可以計(jì)算出仿真場景中的限速為 5 單位長度/秒。

就交織區(qū)的通行能力產(chǎn)生影響。實(shí)例中的交織區(qū)屬于 A 型交織區(qū)，車道數(shù)為 4。通過百度地圖，測得交織區(qū)的長度為180米，如圖5-3所示，自由流速度等于城市快速路最大限速值80km/h。根據(jù)《交通工程學(xué)》中的定義，流率比是指總交織流率和交織區(qū)總流率的比值，即=mvVRV其中，mv 是交織總流率，它等于主路交織流率與入口匝道交織流率之和；V 是交織區(qū)內(nèi)總車流率，它等于交織區(qū)內(nèi)各項(xiàng)流率總和。將實(shí)例中的數(shù)據(jù)代入公式，可以求出流率比為 0.403。

圖 5-4 仿真場景首先對模型進(jìn)行初始化設(shè)定，將表 5-2 中通過調(diào)查得到的主路直行流率、主路交織流率、入口匝道直行流率、入口匝道交織流率代入到模型中，在不加入自動駕駛車輛的條件下，在MATLAB軟件中運(yùn)行程序，仿真時(shí)長為3600（s1小時(shí)），仿真 5 次，得到的單位小時(shí)交通量和車輛運(yùn)行的平均速度如表 5-3 所示。表 5-3 仿真模型得到的數(shù)據(jù)仿真次數(shù) 單位小時(shí)交通量 pcu/h 平均速度 cells/s1 5095 3.57092 5030 3.52943 5089 3.56734 5053 3.54585 5052 3.5454平均值 5064 3.5518若視交通量服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，則可以對仿真的結(jié)果采用單個(gè)正態(tài)總體均值的假設(shè)檢驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證，公式如下：其中，T 為統(tǒng)計(jì)量，服從自由度為 n 1的t 分布； 0~ 1/XT t nS n
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本文編號：2865188