基于演化博弈论的车辆变道行为研究

发布时间：2020-04-19 02:21

【摘要】：近年来,由车辆变道行为引发的交通安全事故、道路运行效率降低等情况频发。变道行为与跟随行为是构成车辆在道路上运行的两大基本行为。针对变道行为的研究,尤其是对其在时间、空间上的演化情况的掌握,对减小路面交通冲突、提升通行效率有关键作用。本文做了以下研究工作:首先以演化博弈论为基础,分析车辆变道行为的博弈双方与收益矩阵,同时制定两车道道路上,车辆变道行为的规则。其次,建立基于NetLogo软件的车辆变道行为仿真模块,搭建道路、车辆的仿真环境,赋予车辆加速、减速、保持速度运行与变道行为的行为规则。接下来,探索车辆变道行为在不同变道行为的设置情况下的仿真,通过对交通流密度分别为0veh/km-60veh/km的枚举,得到在不同交通流密度情况下的车速-时间-空间的演化结果。最后,通过设计基于机器视觉vantage edge2的实例,对仿真阶段的车辆变道演化行为结果进行检验,以分析车辆变道行为仿真模块的有效性。本文的研究中有如下创新点:一是结合车辆变道行为中驾驶人的非完全理性因素与变道驾驶行为中可能产生的合作驾驶行为情况,利用演化博弈论、亲缘关系理论、互惠利他规则分析变道驾驶行为并建立了车辆变道演化博弈论模型,使模型能更好的适用于实际。二是提出基于国家、社会的文明程度与驾驶人信誉指数的修正因子概念,同时将其引入到变道行为博弈矩阵中,实现对变道行为的修正,实现不同地区之间,不同文明程度的驾驶人信誉指数的博弈矩阵变换,使模型具有可扩展性。三是构建基于NetLogo的车辆变道行为仿真模块,实现了对仿真道路上车辆的变道驾驶运行情况跟踪,能够对仿真车辆的实时可视化监控与数据导出。
【图文】：

结果输出与分析实例验证图1.1 论文技术路线图1.4 本章小结本章内容主要围绕论文研究背景、研究现状、论文结构与技术路线研究几个方面进行阐述。主要论述的内容作为后续研究的基础，也为后续研究的展开提供指导思想。

以瓦片的形式搭建两车道道路环境，，车道间设置中央分隔线，允许车辆在符合规则的前提下，进行变道操作。车道的属性包括已经确定好的从左至右的行车方向，车道宽度、道路里程、颜色。道路的设置在二维坐标上的表现形式见下图3.1。在逻辑上，车辆在道路上是连续运行的状态。但由于NetLogo 操作界面限制，在拓扑结构上，将车道进行首尾连接设置，以便海龟车辆能持续保有其基本特性、以连续的方式在道路上运行。瓦片总长为L=120 个细胞，每个瓦片长度为 x = 5m。换算成实际道路长度，也即是单条道路总长为600m，且为单向两车道。仿真道路与车辆的设置完毕后，以3D 效果图的形式展示
【学位授予单位】：中国人民公安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U492.8

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本文编号：2632817