城市道路车辆换道行为的博弈分析与仿真研究

发布时间：2021-04-27 20:10

　　车辆换道是最常见的交通行为之一。驾驶员产生换道意图后,会经历决策判断与换道执行两个过程。决策判断是与目标车道后方车辆交流与博弈的过程,决定了能否实施换道。这两个步骤都对交通流的变化有不小的影响。然而现在对于换道决策与换道实施的研究较多是将二者分离开来,各自单独进行研究,缺乏能体现信息交互的换道实施模型。基于此本文首先对换道行为进行实地调查与数据采集,整理出调查路段交通流量、换道次数、换道方式等宏观数据。利用视频处理软件,对单个换道车辆的微观特性数据进行提取并修正,得到车辆换道位置,换道前、后行驶速度及变化量,换道时与目标车道后车距离,换道时间等数据。利用SPSS、origin对数据进行统计处理,并对数据正态特性进行检验。其次,论文建立了车辆换道决策博弈的简明模型。模型以换道车辆CV和其目标车道后方车辆FV为博弈主体,解释了 CV、FV各种博弈决策下对应的结果与驾驶员收益,计算采取换道、让行这两种策略的驾驶员占比的动态演化方程。将模型的全部博弈稳定解逐一列出,并结合MATLAB绘制的演化路径图进行稳定性分析。将简明模型细分为自由换道博弈与强制换道博弈,从速度、安全、换道需求三个角度,结合... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 元胞自动机交通仿真
        1.2.2 博弈论在交通中应用
        1.2.3 车辆换道
    1.3 研究内容与技术路线
    1.4 本章小结
2 论文相关基础理论
    2.1 元胞自动机
        2.1.1 元胞自动机的定义与构成
        2.1.2 道路交通流中的元胞自动机
    2.2 博弈论
        2.2.1 传统博弈论的构成与分类
        2.2.2 演化博弈论
    2.3 车辆换道
        2.3.1 车辆换道分类
        2.3.2 换道过程分析
    2.4 本章小结
3 车辆换道行为调查与数据分析
    3.1 车辆换道行为调查
    3.2 宏观交通数据
        3.2.1 数据获取方法
        3.2.2 交通特征数据处理结果
        3.2.3 换道博弈结果判定
    3.3 车辆换道特征数据分析
        3.3.1 数据获取方法
        3.3.2 换道位置
        3.3.3 CV与FV距离
        3.3.4 车辆换道速度变化
        3.3.5 换道时间
    3.4 本章小节
4 车辆换道决策博弈模型
    4.1 车辆换道博弈模型建立
        4.1.1 车辆换道博弈过程
        4.1.2 车辆换道博弈模型
    4.2 ESS计算与稳定性分析
    4.3 动态方程参数标定
    4.4 动态方程应用
    4.5 本章小结
5 车辆换道实施博弈仿真
    5.1 换道博弈仿真模型建立
        5.1.1 建模思路
        5.1.2 演化博弈论在仿真中的应用
        5.1.3 模型规则介绍
    5.2 仿真模型参数设置
        5.2.1 系统基础数据设置
        5.2.2 仿真系统交通特性
        5.2.3 博弈相关数据
    5.3 博弈仿真模型验证
    5.4 模型分析
        5.4.1 博弈仿真模型与STNS模型对比
        5.4.2 博弈参数分析与建议
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论及成果
    6.2 研究新意
    6.3 研究展望
参考文献
附录A
附录B
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]交叉口车辆跟驰换道模型构建及仿真[J]. 魏允晗,韩印.  交通运输研究. 2018(03)
[2]基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型[J]. 邓建华,冯焕焕.  交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[3]车辆换道行为建模的回顾与展望[J]. 陆建,李英帅.  交通运输系统工程与信息. 2017(04)
[4]基于演化博弈论的汽车共享与私家车博弈研究[J]. 王健,程苑,张哲宁.  交通信息与安全. 2017(02)
[5]基于元胞自动机的激进型驾驶行为换道模型[J]. 丁深圳,杨晓芳,王百里.  电子科技. 2017(04)
[6]基于局部最大熵换道规则的电动自行车流元胞自动机仿真模型[J]. 魏丽英,崔裕枫,魏家蓉.  吉林大学学报(工学版). 2017(05)
[7]城市快速路竞争与协作换道行为特征分析[J]. 李鹏飞,石建军,刘小明.  公路交通科技. 2016(12)
[8]公交车站对交通流影响模拟分析[J]. 贾斌,李新刚,姜锐,高自友.  物理学报. 2009(10)
[9]考虑实施过程的车辆换道模型及其应用[J]. 杨小宝.  物理学报. 2009(02)
[10]基于动态重复博弈的车辆换道模型[J]. 刘小明,郑淑晖,蒋新春.  公路交通科技. 2008(06)

博士论文
[1]基于驾驶行为动态获取的换道行为微观建模及仿真校验研究[D]. 李慧轩.北京交通大学 2016
[2]基于元胞自动机的交通流建模及其特性分析研究[D]. 孔宪娟.北京交通大学 2007

硕士论文
[1]基于深度学习的换道行为建模与分析[D]. 房哲哲.北京交通大学 2018
[2]基于驾驶行为分析的城市道路车辆换道模型研究[D]. 吉文超.哈尔滨工业大学 2018
[3]城市道路车辆换道模型及换道决策研究[D]. 朱停仃.辽宁工业大学 2018
[4]基于演化博弈论的行人与机动车冲突仿真模型研究[D]. 崔裕枫.北京交通大学 2018
[5]交叉口排队情况下车辆插队行为对道路交通安全的影响[D]. 黄珂.吉林大学 2017
[6]基于演化博弈的插队驾驶行为研究[D]. 杨紫洁.太原科技大学 2014
[7]基于视频的交叉口交通冲突检测与判定[D]. 胡小平.北方工业大学 2013
[8]基于元胞自动机和模糊推理的交通流模型研究[D]. 张笑梅.大连理工大学 2013
[9]基于博弈论的城市交通管控策略与仿真研究[D]. 李迪.吉林大学 2013
[10]基于DSP的汽车视觉系统研究[D]. 陈俊.武汉理工大学 2009



本文编号：3164087