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原文传递高速公路网联车队混合交通流通行能力分析与车道管理策略研究

论文题名：	高速公路网联车队混合交通流通行能力分析与车道管理策略研究
关键词：	高速公路;网联车队;混合交通流;通行能力;车道管理
摘要：	智能网联技术的发展将促使智能车经历网联辅助驾驶和网联自动驾驶两个阶段，网联辅助驾驶车辆仅具备网联驾驶功能但不具备自动驾驶功能，而网联自动驾驶车辆同时具备网联驾驶功能和自动驾驶功能，两种类型的网联车辆借助于智能网联技术均可形成柔性车队。高速公路基本路段的封闭性道路结构以及具备的连续交通流运行特征，将使得两类网联车辆形成的车队与传统人工驾驶车辆在未来较长时间内混合行驶，构成高速公路基本路段网联车队混合交通流（简称混合交通流）。分析网联车队和专用道设置对该混合交通流通行效率的影响，已成为当前的研究热点。对此，本文针对该混合交通流通行能力分析以及车道管理策略开展研究。　　首先，针对高速公路单车道混合交通流通行能力分析，构建混有两类网联车队的混合交通流基本图模型，提出高速公路单车道混合交通流通行能力分析方法，分析不同网联自动驾驶车辆渗透率、网联辅助驾驶车辆渗透率、网联自动驾驶车队规模和网联辅助驾驶车队规模对高速公路单车道混合交通流通行能力的影响。然后，针对高速公路双车道混合交通流车道管理策略，考虑车辆到达需求和道路通行能力供给，提出了高速公路双车道混合交通流车道管理策略分析方法，以高速公路双车道基本路段总流出流量最大为目标，分析不同交通需求和两类网联车辆渗透率等条件下，高速公路双车道混合交通流最优车道管理策略。再次，针对高速公路多车道混合交通流车道管理策略，将混合交通流车道管理策略拓展至多车道的一般性场景，提出了高速公路多车道混合交通流车道管理策略通用性分析方法。最后，以高速公路三车道混合交通流场景为案例，分析了在不同交通条件下的高速公路三车道混合交通流最优车道管理策略，验证了所提高速公路多车道混合交通流车道管理策略通用性分析方法的有效性。　　研究结果表明，在以高速公路单车道混合交通流通行能力为优化目标时，通过对高速公路单车道通行能力案例分析，当网联辅助驾驶车队最佳车队规模为5~7辆，网联自动驾驶车队最佳车队规模为7~9辆时，道路通行能力提升效果最显著。在高速公路双车道场景案例分析中，存在 4 类车道管理策略，当网联车渗透率较小时，在低、中和高交通需求条件下，应设置一条传统人工车专用道。当网联车渗透率较高时，在中和低交通需求条件下，可设置网联车专用道或不设置专用道，在高交通需求条件下，应设置一条网联车专用道。在高速公路三车道场景案例分析中，存在 5 种车道管理策略且包含 8 种车道构成类型，网联车专用道布设的最佳数量随着网联车渗透率和交通需求的增加而增加，当网联车渗透率较小时，在低和高交通需求条件下，可设置一条或两条传统人工驾驶车专用道，在中交通需求条件下，可设置两条传统人工驾驶车专用道或不设置专用道。当渗透率较大时，在低和中交通需求条件下，可设置两条网联车专用道或不设置专用道，在高交通需求条件下，应设置两条网联车专用道。从而达到提升道路通行效率的目的。　　本文所提研究方法能有效分析高速公路单车道网联车队混合交通流的通行能力，以及高速公路双车道和多车道网联车队混合交通流的车道管理策略。研究成果可为未来高速公路网联车队混合交通流背景下的专用道设置以及车流管理提供分析方法。
作者：	唐鸿辉
专业：	交通运输工程;交通运输规划与管理
导师：	秦严严
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023