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基于车辆智能体的城市快速路交织区交通仿真模型研究
| 论文题名： | 基于车辆智能体的城市快速路交织区交通仿真模型研究 |
| 关键词： | 城市快速路交织区;交通仿真;车辆智能体;跟驰模型;换道模型 |
| 摘要： | 城市快速路交织区由于其交通流的复杂性及自身构型的特殊性，导致具有不同目的地的车辆在该路段产生大量伴随着减速和换道的交织行为，车辆之间的互动频繁，容易造成交通拥堵，使城市快速路交织区成为快速路系统的主要交通瓶颈之一。本文基于车辆智能体构建了城市快速路交织区交通仿真模型，该模型能够模拟城市快速路交织区交通运行状况，为交通管理与控制方案的制定提供建议。 以南京市内环西线虎踞南路交织区由北向南侧为研究对象，采集并提取了城市快速路交织区车辆运行轨迹数据，进行了城市快速路交织区交通流特性及车辆交织特性分析。对城市快速路交织区交通仿真框架进行了模块划分，划分为道路模块、车辆智能体模块、车辆生成模块和统计模块。明确了各模块内包含的数据信息，单个仿真步长内先后更新的顺序及各模块间的信息交互内容。 依据车辆行驶轨迹数据，针对城市快速路交织区进行了车辆智能体运动行为建模，车辆智能体运动模型分为跟驰模型和换道模型。以智能驾驶模型（IDM模型）为基础，为了仿真场景中交织车辆的行驶特征对模型进行改进构建了考虑强制换道压力的IDM模型，在交织车辆达成交织目的前，应用该模型作为车辆智能体跟驰模型。将换道行为划分为自由换道与强制换道分别进行模型构建。自由换道模型分为产生自由换道动机、判断换道条件、执行换道操作3个阶段，自由换道动机阶段细化为选择目标车道与换道动机产生两个步骤。强制换道模型分为产生强制换道动机，判断换道条件，交织车辆间响应与执行换道操作4个阶段。 分别对跟驰模型和换道模型进行了参数标定。IDM模型与考虑强制换道压力的IDM模型分别筛选了对应的跟驰数据，根据参数实际含义确定了取值范围，以最小化加速度绝对误差为目标函数，利用遗传算法进行了参数标定。换道模型参数分换道动机部分与临界安全部分对参数进行了标定。 通过车辆运行轨迹数据仿真结果对比，交通流状态仿真结果对比，交织车辆换道位置仿真结果对比，验证了仿真模型的有效性。同时在vissim中构建相同的交织区比较仿真结果，发现本研究仿真模型效果更优。 最后，根据交织区不同车道线类型组合获得交织区换道管理策略，应用仿真模型对换道管理策略进行了分析。比较了不同流量下个换道管理策略的效果，为交通管理提出了建议。 |
| 作者： | 陈昊晟 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 王昊;郜俊成 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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