基于元胞自动机的自动驾驶—手动驾驶交通流特性研究

发布时间：2019-11-12 06:19

【摘要】：随着汽车技术的发展,在未来道路上自动驾驶的车辆将会越来越多,已有部分自动驾驶的汽车开始在路上行驶,可以预见在未来几十年里,自动驾驶汽车的市场占有率必将会不断提高,对现有道路交通产生了巨大的影响,因此十分有必要研究在手动与自动驾驶汽车混合行驶的状态下交通流的特征。论文以自动驾驶-手动驾驶交通流特性为研究目的,把元胞自动机运用到交通领域,分别建立了单车道、双车道交通环境下以及双车道环境下自动驾驶车辆列队行驶的元胞自动机交通流模型。之后应用Matlab软件对模型分别进行了仿真实现,通过数值分析对三种交通环境下的自动驾驶-手动驾驶交通流特性进行了深入和系统的研究。其中,在改进经典的NS模型的同时把经典的Gipps模型思想加入到其中,建立了单车道自动驾驶-手动驾驶交通流模型,通过细化元胞单位长度,充分考虑自动驾驶-手动驾驶车辆系统的反应时间的差异,并且利用NGSIM数据对模型中的相关参数进行标定。双车道自动驾驶-手动驾驶交通流模型是单车道模型的基础之上拓展成双车道,同时添加了全新的换道机制。双车道列队行驶模型是在双车道模型的基础上建立将单个车辆拓展为多个车辆组合列队行驶,制定车辆组合规则。通过计算机模拟仿真分析获得如下结论:单车道时,减少自动驾驶系统的反应时间,可以使得道路的通行能力得到大幅提高,高达2倍左右,另外发现自动驾驶车辆的比例对通行能力与交通拥堵均有很大的影响;双车道时,随着自动驾驶车辆比例的增大,通行能力逐渐增加、系统的平均速度逐渐增大、换道频率逐渐降低;当密度15veh/kmρ45veh/km时,在纯手动驾驶车辆双车道交通流中添加10%自动驾驶拥堵比例下降最多可达到16.7%;双车道环境下列队行驶,在不同密度下车流量随着车队数的增加逐渐减小,在密度120veh/km,系统流量最大可达16000 veh/km·h,系统平均速度逐渐减小。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U491

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 邱小平;马丽娜;周小霞;杨达;;基于安全距离的手动—自动驾驶混合交通流研究[J];交通运输系统工程与信息;2016年04期

2 来爱华;;基于路径规划的智能小车控制系统探讨[J];电子技术与软件工程;2016年06期

3 江欣国;夏亮;;基于元胞自动机的高速公路临时瓶颈交通流仿真[J];西南交通大学学报;2016年01期

4 张辰贝西;黄志球;;自动导航车(AGV)发展综述[J];中国制造业信息化;2010年01期

5 陈时东;朱留华;郑容森;孔令江;刘慕仁;;自动巡航混合交通系统的研究[J];物理学报;2009年04期

6 乔维高;徐学进;;无人驾驶汽车的发展现状及方向[J];上海汽车;2007年07期

7 牟勇飚,钟诚文;基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型[J];物理学报;2005年12期

8 彭麟,谭惠丽,孔令江,刘慕仁;开放性边界条件下双车道元胞自动机交通流模型耦合效应研究[J];物理学报;2003年12期

9 雷丽,薛郁,戴世强;交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型[J];物理学报;2003年09期

10 张春贤;面向21世纪的中国公路、水运事业[J];武汉交通科技大学学报;1999年06期

相关博士学位论文 前1条

1 赵盼;城市环境下无人驾驶车辆运动控制方法的研究[D];中国科学技术大学;2012年

相关硕士学位论文 前1条

1 王培;无人驾驶智能车的导航系统研究[D];西安工业大学;2012年

，

本文编号：2559640