考虑交通灯及能耗影响的车辆路径规划研究

发布时间：2020-06-30 15:18

【摘要】：随着我国汽车工业的飞速发展,各大城市汽车保有量剧增,在方便人们出行的同时也带来了交通拥堵、环境污染等一系列的问题,严重制约城市化发展。智能交通系统(ITS)的出现为解决道路交通问题提供了新的思路,而路径规划算法正是智能交通系统中交通诱导子系统的关键技术,可以缓解交通压力并提高道路利用率。本文针对城市道路网中交通控制信号影响下的车辆路径规划进行了研究,论文具体研究内容如下:首先,论文基于城市交通的现状和智能交通系统的发展阐述了本文的研究背景和意义,从考虑信号交叉口的路径规划和车辆的节能驾驶两个方面对国内外研究现状进行了分析,并简要介绍了路径规划以及节能驾驶的基本原理。其次,以浮动车数据平台的方法来获取路网中各路段的车辆平均行驶速度,进而计算出路段通行时间。基于两态连续时间马尔科夫链规律转变的特征,构建了交通信号灯稳态概率转换模型。然后基于车路协同环境下对信号交叉口处的车辆进行车速引导,建立了信号交叉口车辆加速通过模型,进一步考虑了车辆加速的前提条件,即车头时距的确定。同时以车辆加速通过交叉口来考虑绿灯时间的延长,以此构建车辆快速通过交叉口的等待时间模型,结合A*算法,提出考虑快速通过信号交叉口的拓展A*算法。再次,介绍了城市工况的特征,提出了信号交叉口车辆节能驾驶通过模型,可让驾驶员针对不同的信号灯相位采取相应的操作方式,从而减少停车怠速时间以节约车辆能耗。基于前面提出的交通灯概率转换模型和车辆通过信号交叉口的节能驾驶模型,进一步将信号灯周期时长划分为绿灯通行段、红灯加速段、红灯怠速段、红灯减速段四个部分。结合分段概率及其通行油耗,计算出车辆通过信号交叉口的平均油耗。以能耗最优为目标,将路段通行能耗和车辆通过信号交叉口的能耗相加作为总能耗,结合A*算法,提出了城市道路网中考虑交通信号灯及能耗影响的最优路径规划算法。最后,通过OpenStreetMap和SUMO软件对考虑信号交叉口延时的路径规划算法进行了仿真分析,通过实车测试对考虑交通灯及能耗影响下的路径规划算法进行了验证,并对仿真和实验结果进行了分析。
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491
【图文】：

ｍＳ图２．２车速与油耗曲线图逡逑济性速度行驶逡逑程中，随着车速的增大车辆所受的空气阻力会急剧增大，会大和油耗的上升。如图２．２所示，从车辆平均速度与油耗的

图２．３节能驾驶车速引导示意图逡逑如图２．４所示，当车辆驶近信号交叉口时，根据交通信号灯的当前相位可分为以下逡逑

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张存保;韦媛媛;陈峰;;信号交叉口行人使用手机对其过街行为和安全的影响（英文）[J];交通信息与安全;2019年01期

2 刘倩;陈科全;张良;;车联网环境下车的速引导模型研究[J];明日风尚;2017年20期

3 颜桃为;马健霄;魏永平;;信号交叉口运行状况评价研究[J];山东交通学院学报;2010年01期

4 王宏哲;朱鸣;;信号交叉口直行与左转车辆分时优化方法研究[J];交通标准化;2009年10期

5 张蓉,石建军,任福田,刘小明;微观仿真信号交叉口车辆运动的实现与研究[J];计算机仿真;2004年03期

6 曲昭伟,周立军,王殿海;城市信号交叉口自行车及行人到达与释放规律[J];公路交通科技;2004年08期

7 何志峰;;平面信号交叉口设计优化方法探析[J];交通建设与管理;2014年Z2期

8 顾叶华;;环形信号交叉口饱和流率研究[J];科技视界;2012年04期

9 王进;白玉;杨晓光;;关联信号交叉口排队长度计算模型[J];同济大学学报(自然科学版);2012年11期

10 武嘉玮;张梦瑶;李纯清;祝丽莉;赵杰;;信号交叉口行人过街行为研究分析与建模[J];交通世界(运输.车辆);2011年09期

相关会议论文 前10条

1 赵明;侯忠生;晏静文;李永强;;数据驱动的信号交叉口交通状况评价[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

2 周建山;田大新;韩旭;王云鹏;;基于车路协同的单点信号交叉口自适应优化控制方法[A];第七届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通技术[C];2012年

3 韦清波;何兆成;林科;;信号交叉口左转待行区的交通仿真模型研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年

4 刘广萍;裴玉龙;;信号交叉口饱和流量调查分析方法的改进[A];土木工程与高新技术——中国土木工程学会第十届年会论文集[C];2002年

5 贺佐斌;丁晓青;杨碧茹;侯海波;;信号交叉口短时交通流预测[A];2017年中国城市交通规划年会论文集[C];2017年

6 哈富;韩皓;;基于仿真分析的信号交叉口人行横道通行能力研究[A];构建生态人文交通 促进经济跨越发展——第十九届海峡两岸都市交通学术研讨会论文选编[C];2011年

7 刘昱岗;唐李莹;;信号交叉口可变导向车道智能控制方法研究[A];创新驱动与智慧发展——2018年中国城市交通规划年会论文集[C];2018年

8 朱新征;陈永胜;钟小明;;公路四路信号交叉口事故预测模型[A];第九次全国城市道路与交通工程学术会议论文集[C];2007年

9 张鹏;常玉林;;信号交叉口机动车饱和度配时方法研究[A];2007第三届中国智能交通年会论文集[C];2007年

10 赵林;邵长桥;;车道宽度和转弯半径对右转饱和流率影响分析[A];中国城市交通规划2009年年会暨第23次学术研讨会论文集人性化城市综合交通体系规划与实践[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 王京元;信号交叉口时空资源综合优化实用方法研究[D];东南大学;2006年

2 蒋海峰;信号交叉口混合交通流干扰机理研究[D];北京交通大学;2008年

3 马建明;信号交叉口优化设计及其微观仿真研究[D];北京工业大学;2001年

4 付川云;信号交叉口黄灯两难区边界建模及风险评估方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 环梅;基于生存分析的信号交叉口非机动车穿越行为研究[D];北京交通大学;2014年

6 刘明君;基于混合交通流的信号交叉口机动车车头时距研究[D];北京交通大学;2010年

7 郭延永;基于交通冲突理论的信号交叉口安全评价技术[D];东南大学;2016年

8 杨东;信号交叉口两难区规避引导系统设计关键理论与方法[D];吉林大学;2014年

9 陈亦新;行人违章过街行为对信号交叉口通行效率影响研究[D];北京工业大学;2015年

10 郭伟伟;适应展宽段设置的信号交叉口控制方案优化[D];吉林大学;2011年

相关硕士学位论文 前10条

1 钟远兴;考虑交通灯及能耗影响的车辆路径规划研究[D];长沙理工大学;2018年

2 廖若桦;车路协同环境下信号交叉口车队生态驾驶研究[D];北京交通大学;2018年

3 杨茜;信号交叉口行人过街忍耐时间建模及应用[D];重庆交通大学;2018年

4 王高飞;驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响研究[D];重庆交通大学;2018年

5 孟顺;信号交叉口累积能耗分析优化模型及算法研究[D];兰州交通大学;2018年

6 杨楠;车联网环境下的信号交叉口多车协同车速引导策略及方法[D];长安大学;2018年

7 蔡曼;黄灯期间信号交叉口驾驶员与行人过街行为博弈[D];武汉理工大学;2017年

8 陈秋曲;基于公交GPS数据的信号交叉口排队长度估计研究[D];重庆大学;2018年

9 洪涛;交通延误调查方法改进研究[D];南京林业大学;2018年

10 齐张丽;信号交叉口非机动车通行能力研究[D];东南大学;2018年

本文编号：2735478