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基于车辆智能体的信号控制交叉口机动车交通仿真研究
| 论文题名： | 基于车辆智能体的信号控制交叉口机动车交通仿真研究 |
| 关键词： | 车辆智能体;信号控制交叉口;机动车行为;交通仿真 |
| 摘要： | 交通仿真可以模拟现实场景，有效解决在现实道路环境中进行交通研究验证时成本高、代价大等问题。随着交通研究工作往更准确、更细致的方向发展，能够真实反映交通行为细节的交通仿真研究要求随之而来。本文就是通过对交叉口内车辆行驶行为的分析，基于车辆智能体建立适用于城市的信号控制交叉口保护相位的车辆行为仿真模型，利用计算机技术，建立局部微观仿真系统，实现对模型的验证。 首先，本文对车辆智能体的功能要求、基本结构和决策机制进行了阐述。环境储存有道路基本线形、交通管理控制以及其他车辆智能体位置属性等基本信息。建立了车辆智能体的物理模型，包含感知模块、策略选择模块、评价模块和行为执行模块，确保车辆智能体在不违背交通规则和造成严重安全隐患的情况下，以个体利益最大化为目标决策出车辆智能体在下一时刻的行为。 其次，本文基于车辆智能体对信号控制交叉口中保护相位下的机动车仿真模型进行了研究。针对车辆的自由行驶状态和跟驰状态，分别讨论了信号控制对车辆的影响。其中，对于跟驰状体的车辆，本文同时考虑了前车行驶情况对目标车辆的影响和目标车辆被信号灯截断为头车的可能。随后，对经典跟驰模型和换道模型进行了整理。选择传统IDM跟驰模型进行优化，建立了适合城市信控交叉口的车辆跟驰模型。在IDM模型中添加灵敏度系数φ，用以模拟排队车辆起步时靠前的车辆对信号灯和前车行为反应更灵敏的现象。换道模型选用效用选择模型为基础模型，并将旁侧车道上的车辆密度大小量化为压迫力作为影响当前车道效用值的因素之一，用以刻画交叉口内连续多辆直行车辆同侧换道现象。并且，引入与目标车辆属性相同的虚拟车辆，辅助换道行为决策和行为执行。 最后，本文设计并搭建了简单的局部仿真系统，通过一个交叉口实际案例进行仿真，对比仿真结果和实际数据，证明本文提出的仿真模型能够细致刻画车辆在交叉口内的行驶行为，完成了对仿真模型进行验证。另外，将经本文提出的仿真模型计算得到的仿真结果与用成熟的vissim仿真软件获得的仿真结果进行对比，证明模型在细节刻画方面具有一定的优越性，并且在微观仿真中与实际数据更贴合。 |
| 作者： | 丁雪琪 |
| 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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