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基于元胞自动机的自动驾驶-手动驾驶交通流特性研究
| 论文题名： | 基于元胞自动机的自动驾驶-手动驾驶交通流特性研究 |
| 关键词： | 元胞自动机;自动驾驶-手动驾驶;车辆混合比例;安全距离;模拟仿真;交通流特性 |
| 摘要： | 随着汽车技术的发展,在未来道路上自动驾驶的车辆将会越来越多,已有部分自动驾驶的汽车开始在路上行驶,可以预见在未来几十年里,自动驾驶汽车的市场占有率必将会不断提高,对现有道路交通产生了巨大的影响,因此十分有必要研究在手动与自动驾驶汽车混合行驶的状态下交通流的特征。 论文以自动驾驶-手动驾驶交通流特性为研究目的,把元胞自动机运用到交通领域,分别建立了单车道、双车道交通环境下以及双车道环境下自动驾驶车辆列队行驶的元胞自动机交通流模型。之后应用Matlab软件对模型分别进行了仿真实现,通过数值分析对三种交通环境下的自动驾驶-手动驾驶交通流特性进行了深入和系统的研究。 其中,在改进经典的NS模型的同时把经典的Gipps模型思想加入到其中,建立了单车道自动驾驶-手动驾驶交通流模型,通过细化元胞单位长度,充分考虑自动驾驶-手动驾驶车辆系统的反应时间的差异,并且利用NGSIM数据对模型中的相关参数进行标定。双车道自动驾驶-手动驾驶交通流模型是单车道模型的基础之上拓展成双车道,同时添加了全新的换道机制。双车道列队行驶模型是在双车道模型的基础上建立将单个车辆拓展为多个车辆组合列队行驶,制定车辆组合规则。 通过计算机模拟仿真分析获得如下结论:单车道时,减少自动驾驶系统的反应时间,可以使得道路的通行能力得到大幅提高,高达2倍左右,另外发现自动驾驶车辆的比例对通行能力与交通拥堵均有很大的影响;双车道时,随着自动驾驶车辆比例的增大,通行能力逐渐增加、系统的平均速度逐渐增大、换道频率逐渐降低;当密度15veh/km＜ρ＜45veh/km时,在纯手动驾驶车辆双车道交通流中添加10％自动驾驶拥堵比例下降最多可达到16.7％;双车道环境下列队行驶,在不同密度下车流量随着车队数的增加逐渐减小,在密度120veh/km,系统流量最大可达16000 veh/km·h,系统平均速度逐渐减小。 |
| 作者： | 马丽娜 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 邱小平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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