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原文传递基于碳排放的道路交叉口网联自动驾驶车辆优化控制策略研究

论文题名：	基于碳排放的道路交叉口网联自动驾驶车辆优化控制策略研究
关键词：	道路交叉口;自动驾驶;优化控制;碳排放
摘要：	随着自动驾驶技术在车辆上的不断应用，其智能、便捷、高效，且在特定时间能够避免事故发生的优势吸引了越来越多的重视。我国目前汽车保有量仍然在不断增加，势必会不断增加交通压力，造成越来越多、越来越严重的交通拥堵情况可以预见。越来越多的车辆排放大量的CO2等温室气体，对环境的影响也不容小觑。目前自动驾驶在政策和社会的助推下取得了一定发展，已在车辆中实现了部分的自动驾驶，同时技术也在研究中不断深入。但是，在针对自动驾驶的仿真研究中，应用在交叉口的控制协调策略的相关研究较少;在小汽车和公交车的车流研究中，自动驾驶产生的效益尚不明确;以碳排放为目标的自动驾驶技术的研究文献也较少;在对自动驾驶的通行效益研究中，对提升效果的研究方式没有明确，或者评价多较为主观，说服力较弱。综上可知，利用自动驾驶技术提高未来车辆在交叉口的运行状态及通行效率是一个重要手段，对现阶段的自动驾驶研究以及对交叉口通行的管理有一定的借鉴意义，体现出进一步探求自动驾驶的理论研究和实际作用十分必要。　　在基于碳排放的道路交叉口网联自动驾驶车辆优化控制策略研究中，本文利用较为简单且典型的平面十字交叉口为基础，通过对比总结，得到新的优化控制策略，将其设计算法后，得到车辆在交叉口的行车轨迹。之后在SUMO中完成路网的构建、车辆需求的输入，利用Traci接口在python中实现新构建的交叉口控制策略，在完成基础上开展仿真研究。由于参数的不定性，取有潜在影响可能的加速度与减速度进行敏感性分析，发现对整体的仿真结果影响不大。故可以继续下文对优化控制策略的优势进行对比研究。以无控制、固定配时控制、感应信号控制和本文所设计的控制策略相对比为目标，对这三种控制方式进行设计。在仅四路直行策交叉口下，取平均等待时间、行程时间、停车次数、平均速度、CO2排放量为主要参考值，对比了无控制和所设计的无信号协调控制的优化效果。在完整的交叉口控制策略下，以碳排放为目标，在不同车流量下研究了主要的汽车碳排放气体CO2、尾气排放主要污染物CO以及燃料消耗情况，优化控制策略有一定的可行性。　　研究发现:①自动驾驶在交叉口车流量较大时有较为明显的优化作用，当流量较小时，优化作用不明显;②对于小型交叉口而言，对比可以发现，控制方式优化效果排序为:无信号协调控制、无控制、感应信号控制、固定配时控制，显然固定配时控制不适合;③在四路直行策略控制下，在CO2的排放方面，无信号协调控制相较于无控制平均可以减少3000mg左右的排放量;④在执行完整的道路控制模型时，在不同控制方式和不同流量的对比下，可以发现无论是碳排放情况还是燃料消耗情况，均对其他三种控制方式的影响较大，对无信号协调控制的影响并不显著。
作者：	陈梦圆
专业：	交通运输
导师：	沈家军;陈振起
授予学位：	硕士
授予学位单位：	扬州大学
学位年度：	2023