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智能网联车参与的高速公路混合交通流特性研究
| 论文题名： | 智能网联车参与的高速公路混合交通流特性研究 |
| 关键词： | 高速公路;混合交通流;智能网联车;跟驰换道 |
| 摘要： | 在国家战略及相关政策的有效推动下，汽车信息通讯、人工智能、互联网等行业深度融合，智能网联车已进入技术快速演进、产业加速布局的新阶段。同时，未来高速公路系统将长期处于不同智慧等级道路并存、人工车辆和智能网联车混合行驶的复杂交通流状态。智能网联车的参与对减少交通拥堵、车辆碰撞，提高道路通行能力、稳定性以及安全性的可行性评估逐渐成为各界关注的重点。基于此，本文建立车辆具有编队行驶、跟驰换道行为特征的高速公路混合交通流模型，利用仿真软件模拟车流行驶特性，并通过基本图理论、稳定性和安全性评价指标进行交通流特性分析，探究智能网联车的参与对混合交通流特性的影响。主要研究工作如下： (1)首先，对比分析混合交通流一般跟驰模式和四种跟驰模式的不同之处，选择更符实际的车辆跟驰模式，进一步考虑智能网联车具有编队行驶的特点，制定出CAV编队形成逻辑以及内部车辆车距控制策略。其次，对经典的Gipps安全距离模型进行改进，通过反应时间（安全距离）、编队行为、随机慢化概率等参数来体现人工车辆和智能网联车在驾驶策略上的不同之处，继而建立智能网联车参与的混合交通流元胞自动机模型和交通流稳定性、安全性评价体系。最后，利用Matlab软件进行仿真模拟和数据统计分析。结果表明：四种跟驰模式更能体现实际车流的行驶特征，在较低智能网联车渗透率下道路通行能力就能得到大幅度的提升，并且渗透率越大提升效果越明显，当CAV完全接管人工车辆时通行能力增加近2倍。同时，不同CAV渗透率对应不同的最优车队长度，结合未来10年内智能网联车能达到50%~70%的渗透率，将最优车队长度确定为6辆。此外，计算分析稳定性评价指标（SD和CR）以及安全性评价指标（TET和TERCRI）发现，智能网联车的参与能有效提升交通流稳定性和安全性。 (2)考虑双车道条件下车辆的换道行为，在所建立的单车道混合交通流元胞自动机模型基础上，引入单车双向换道规则并设定人工车和智能网联车不同的换道概率，建立智能网联车参与的双车道混合交通流元胞自动机模型，利用Matlab进行仿真模拟和数据统计分析。结果表明：智能网联车参与下车辆换道次数逐渐增大，在20%CAV渗透率下达到最大，之后随着CAV渗透率的进一步增大逐渐降低。另外，智能网联车通过换道能够形成车队或加入车队增加交通流车队数量，但车辆换道行为会降低混合交通流通行能力、稳定性以及安全性，只有在高渗透率（60%CAV以上）、低密度（30veh/km以下）时，换道对混合交通流的不利影响才会减弱。 |
| 作者： | 王文海 |
| 专业： | 交通运输规划与管理 |
| 导师： | 钱勇生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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