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车联网环境下应急车辆优先通行策略研究
| 论文题名： | 车联网环境下应急车辆优先通行策略研究 |
| 关键词： | 应急车辆;优先通行;车联网;元胞自动机模型 |
| 摘要： | 应急车辆的优先通行多数依靠警笛影响范围内社会车辆的换道让行，但由于驾驶员的反应-操作时间较长，不仅会降低车辆的行驶速度，还会增加对整个交通流的干扰，应急车辆的优先效果也并不显著。车联网环境下，驾驶辅助系统有利于帮助驾驶员提前掌握行车路段及自身周围的交通情况信息，提高驾驶员判断决策能力，缩短驾驶员反应时间。因此，本文提出了车联网环境下路段及交叉口处应急车辆优先通行策略，基于车联网环境交通特性，结合路段车辆让行及交叉口信号控制为应急车辆提供优先服务，缩短应急车辆响应时间、提高行程速度。 首先，通过对车联网环境交通特性进行分析，研究发现车联网技术可有效缩短驾驶员反应时间，提高驾驶安全性和舒适性；还可提高路网容量、提高通行效率、减少道路交通拥堵。 其次，以单向四车道路段与四相位十字交叉口为例进行车联网环境下应急车辆优先通行策略研究。在路段范围内，将应急车辆前方区域划分为三部分，并依据社会车辆与应急车辆之间距离的不同，受影响程度不同，分别制定相应的换道与跟驰规则，为应急车辆换道让行；在交叉口处，根据应急车辆预计到达交叉口时间对交叉口信号控制采用绿灯延长或红灯早断措施，以保证当应急车辆到达交叉口时，其行驶方向前方无排队车辆且信号灯显示为绿灯，使其可不停车快速通过交叉口。 再次，基于车辆通行特性分析与优先通行策略研究，在舒适驾驶模型（MCD模型）基础上，增加车辆换道规则和交叉口内部车辆快速通行规则，建立了非联网环境下有应急车辆通行的元胞自动机模型（EVMCD模型），使其可完整模拟车辆通过路段及交叉口时的行驶过程。随后基于车联网环境交通特性和上述优先通行策略，对EVMCD模型做出相应修改，得到车联网环境下应急车辆优先通行的元胞自动机模型。 最后，分别对非联网环境和车联网环境下含有应急车辆的交通流元胞自动机模型进行仿真模拟，输出路段上各车道时空图、所有车辆平均车速、平均行程时间、交叉口延误等数据，并选取相关评价指标对优先通行策略有效性进行评价。 仿真结果表明，车联网条件下应急车辆采取优先通行策略可在保障社会车辆通行效率基本不变的同时，有效提高应急车辆平均车速，缩短响应时间，降低车辆延误。其中，应急车辆平均车速最大可提高约5.06%；路段行程时间最大可缩短约4.96%；交叉口处行程时间最大可缩短约28.09%，平均延误最大可降低约61.84%。本文研究对交通运输领域元胞自动机模型的发展具有重要的理论意义，同时对应急车辆在城市路网中的优先通行策略研究及车联网技术的应用普及具有重要的现实意义。 |
| 作者： | 郑林辉 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 赵韩涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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