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条件自动驾驶车辆行为建模研究与应用
| 论文题名： | 条件自动驾驶车辆行为建模研究与应用 |
| 关键词： | 自动驾驶车辆;微观交通仿真系统;换道行为模型;跟驰行为模型 |
| 摘要： | 随着近年来汽车产业与物联网、人工智能等新一代技术的深度融合，条件自动驾驶车辆陆续投入使用，对交通状况的改善提供了新的思路。条件自动驾驶车辆是指能够不受驾驶员的控制，独立完成绝大多数操作的车辆，与人工驾驶车辆在信息获取、行为决策以及控制执行方面都存在明显差异。因此，为了更好地描述条件自动驾驶车辆的行为特征，本文对其跟驰行为和换道行为进行研究。 本文的主要创新和工作如下： （1）提出了一种单车道环境下条件自动驾驶车辆的跟驰行为模型。针对条件自动驾驶车辆精准地获取更大范围内车辆信息的特点，构建基于多前车信息的跟驰模型。该模型弥补人工驾驶车辆只受到近邻一辆跟驰车行驶状况影响的不足，充分考虑前方多辆跟驰车的优化速度以及安全距离，实现自身驾驶速度及加速度调整。本文利用元胞自动机模型对驾驶行为进行了仿真实验，实验结果表明可监测前车数量对交通流稳定性具有不同程度的影响，验证了条件自动驾驶车辆对于道路交通状况的提升效果。 （2）提出了一种多车道环境下条件自动驾驶车辆的换道行为模型。针对条件自动驾驶车辆在多车道环境下，由于无法满足期望速度行驶和开阔空间行驶的需要而进行车道变换的情况，本文引入了三车道邻居模型，改进了STCA模型对于换道规则的制定，构建了适用于条件自动驾驶车辆的换道模型。该模型分析相邻车道最优平均车速，选择最适合的车道继续行驶，避免无效换道，对比条件自动驾驶车辆在不同比例下交通流状况的不同，实验结果表明条件自动驾驶车辆对改善交通拥堵、提高道路利用率具有明显效果。 （3）设计并实现了一套包含条件自动驾驶车辆的微观交通仿真系统。该系统支持对条件自动驾驶车辆行为的仿真，除此之外，还具备仿真路网绘制、真实路网转化、仿真模型选取、仿真数据生成等功能，实现仿真过程和结果数据的可视化展示。通过测试，系统的功能实现和可用性良好。 本文的工作涉及理论研究与工程应用，对于条件自动驾驶车辆跟驰行为和换道行为的建模研究能够描述与人工驾驶车辆行为之间的差异，仿真系统能够实现对条件自动驾驶车辆行为的模拟、验证与分析，本文的研究成果可以用于条件自动驾驶车辆对交通流稳定性及道路利用率的提升。 |
| 作者： | 刘冰清 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 周世杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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