协同控制下基于路由选择的城市道路车辆换道区域设置研究
发布时间：2021-03-31 21:36
城市道路车辆的换道行为是常见的交通现象,合理、有序的换道行为可以提升整个路段的通行效率,而频繁、随意的换道行为降低通行效率同时也增加了交通运行的安全隐患,尤其是在容易发生交通拥挤的瓶颈路段。针对城市道路车辆换道优化问题,以减少因随机换道产生的延误为出发点,提出路段车辆换道组织和车辆优化控制方法,旨在减少路段车辆换道总次数,从而降低区域路网总体延误,优化局部路网的通行效率及安全性。具体从换道区域规划、协同换道控制策略、车辆控制方法及协同换道仿真评价四个方面进行了研究。（1）换道区域规划设计。车辆局部路由选择是诱发转向换道的决定性因素,转向换道的频次不会随交通流的增加而减少。车辆协同换道组织方案通过对城市路段功能区划分,规划设置固定换道区域与连接路段,前者用于车辆的转向换道,减少随机换道的次数,后者作为车辆可变限速的执行区域,用于车辆的加、减速运行。以换道区域的规划设计作为仿真场景基础,提出车辆控制策略及协同换道策略。（2）协同换道控制策略。协同换道控制策略用于引导路段车辆高效运行、转向车辆安全换道,包括路段车辆运行控制策略及转向车辆协同换道策略两部分。其中,路段车辆运行控制策略包括可变限...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线流程图
第2章城市路段换道行为研究11第2章城市路段换道行为研究2.1车辆换道行为定义及分类2.1.1车辆换道行为定义驾驶人在车辆行驶过程中，会根据道路情况和周围车辆的车距、车速的变化，对车辆行驶的车道进行改变，称为车辆的换道行为。Worrall将车辆的换道行为过程分成三个阶段：车辆转向前的准备阶段、转向换道的执行阶段、车辆转向换道的持续阶段[32]，Worrall描述的车辆转向换道过程如图2-1所示。图2-1车辆换道过程国内学者杨建国提出，车辆换道指的是换道车辆前后车辆自身航向角不发生变化，但其航向线在换道前后不在同一条直线上[33]。行驶在城市道路上的车辆，其属性一般包括：（1）对于城市道路上一侧方向的交通流，其上游交叉口的来车由两个及以上方向车流合流而成；（2）该路段车流将分成多股交通流在下游交叉口驶离；（3）该路段汇入交通流在汇入初段，由于合流时间、空间及信号灯的限制，部分车辆不能直接进入下游流向的目标车道，这就产生了换道需求。车辆执行换道行为都是存在目的性，部分车辆为了提高自身车速，部分车辆
吉林大学硕士学位论文12则是存在转向需求，而后者就是基于路由选择的转向换道行为。车辆的路由选择决定了其运行的起终点及方向性，体现在路网上是指路径的规划、路段的选择。局部路由指的是车辆行驶在某一路段上，前后两个交叉口之间的路由选择，表现为车辆在下一交叉口转向与否，即在区域路段上车辆行驶车道的选择。车辆的路由选择在一定程度上影响了其行进过程中的换道行为及换道次数。2.1.2换道行为分类1.强制换道和自由换道广义上讲，车辆换道应用场景可分为有出入口路段、无出入口路段两大类，并具体应用在高速路、快速路及城市干路等特定路段[38]。参考驾驶员的行为意图，可将具体的车道变换行为分成两类，分别是自由车道变换以及强制车道变换[39]。自由车道变换是指车辆以更高的速度、更快到达目的地或获取更大范围的行驶空间等为目的，例如当前方车辆驾驶速度较慢时后车执行的换道行为[40]，车辆自由换道行为不是必须执行的。强制车道变换则是基于前方路口出现转弯、匝道的分流、车辆合流、车道障碍等情况，导致在行驶到某一位置之前必须进行换道行为以进入目标车道，此类换道行为的目标明确，并且受特定的时间以及区域因素限制，必须及时进行换道行为[41]，见图2-2。图2-2强制换道行为示意图2.转向换道和随机换道以城市路段当中车辆客观存在为条件基础，本文定义了城市路段转向换道行
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于交通冲突的山区高速公路可变限速控制方法[J]. 李传华,吴昊,孙一帆. 长安大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]基于驾驶模拟实验的驾驶风格对高速公路换道行为的影响[J]. 石京,柳美玉. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]变速车道影响下的城市道路多路合流区域换道交通流特性研究[J]. 马新露,王迪,胡月豪,何园园. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]基于城市道路的驾驶员换道意图的研究[J]. 储亚婷. 汽车实用技术. 2017(01)
[5]基于车车通信的车辆并行协同自动换道控制[J]. 杨刚,张东好,李克强,罗禹贡. 公路交通科技. 2017(01)
[6]换道规则对高速公路双车道交通流的影响[J]. 杨柳,黄中祥,况爱武. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]基于人-车-路协同的行车风险场概念、原理及建模[J]. 王建强,吴剑,李洋. 中国公路学报. 2016(01)
[8]基于双线性观测器的汽车侧倾状态估计[J]. 褚端峰,吴超仲,胡钊政,贺宜,孙川. 中国公路学报. 2016(01)
[9]无人驾驶车辆局部路径规划的时间一致性与鲁棒性研究[J]. 姜岩,王琦,龚建伟,陈慧岩. 自动化学报. 2015(03)
[10]带容量约束车辆路由问题的改进蚁群算法[J]. 王沛栋,唐功友,李扬. 控制与决策. 2012(11)
博士论文
[1]快速路合流区微观交通仿真车道变换模型研究[D]. 谭云龙.吉林大学 2014
[2]基于视觉和雷达的智能车辆自主换道决策机制与控制研究[D]. 朱愿.中国人民解放军军事医学科学院 2014
[3]基于视觉特性与车辆相对运动的驾驶人换道意图识别方法[D]. 彭金栓.长安大学 2012
硕士论文
[1]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
[2]面向排放测算的Wiedemann和Fritzsche跟驰模型优化研究[D]. 耿中波.北京交通大学 2014
本文编号：3112111
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线流程图
第2章城市路段换道行为研究11第2章城市路段换道行为研究2.1车辆换道行为定义及分类2.1.1车辆换道行为定义驾驶人在车辆行驶过程中，会根据道路情况和周围车辆的车距、车速的变化，对车辆行驶的车道进行改变，称为车辆的换道行为。Worrall将车辆的换道行为过程分成三个阶段：车辆转向前的准备阶段、转向换道的执行阶段、车辆转向换道的持续阶段[32]，Worrall描述的车辆转向换道过程如图2-1所示。图2-1车辆换道过程国内学者杨建国提出，车辆换道指的是换道车辆前后车辆自身航向角不发生变化，但其航向线在换道前后不在同一条直线上[33]。行驶在城市道路上的车辆，其属性一般包括：（1）对于城市道路上一侧方向的交通流，其上游交叉口的来车由两个及以上方向车流合流而成；（2）该路段车流将分成多股交通流在下游交叉口驶离；（3）该路段汇入交通流在汇入初段，由于合流时间、空间及信号灯的限制，部分车辆不能直接进入下游流向的目标车道，这就产生了换道需求。车辆执行换道行为都是存在目的性，部分车辆为了提高自身车速，部分车辆
吉林大学硕士学位论文12则是存在转向需求，而后者就是基于路由选择的转向换道行为。车辆的路由选择决定了其运行的起终点及方向性，体现在路网上是指路径的规划、路段的选择。局部路由指的是车辆行驶在某一路段上，前后两个交叉口之间的路由选择，表现为车辆在下一交叉口转向与否，即在区域路段上车辆行驶车道的选择。车辆的路由选择在一定程度上影响了其行进过程中的换道行为及换道次数。2.1.2换道行为分类1.强制换道和自由换道广义上讲，车辆换道应用场景可分为有出入口路段、无出入口路段两大类，并具体应用在高速路、快速路及城市干路等特定路段[38]。参考驾驶员的行为意图，可将具体的车道变换行为分成两类，分别是自由车道变换以及强制车道变换[39]。自由车道变换是指车辆以更高的速度、更快到达目的地或获取更大范围的行驶空间等为目的，例如当前方车辆驾驶速度较慢时后车执行的换道行为[40]，车辆自由换道行为不是必须执行的。强制车道变换则是基于前方路口出现转弯、匝道的分流、车辆合流、车道障碍等情况，导致在行驶到某一位置之前必须进行换道行为以进入目标车道，此类换道行为的目标明确，并且受特定的时间以及区域因素限制，必须及时进行换道行为[41]，见图2-2。图2-2强制换道行为示意图2.转向换道和随机换道以城市路段当中车辆客观存在为条件基础，本文定义了城市路段转向换道行
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于交通冲突的山区高速公路可变限速控制方法[J]. 李传华,吴昊,孙一帆. 长安大学学报(自然科学版). 2018(05)
[2]基于驾驶模拟实验的驾驶风格对高速公路换道行为的影响[J]. 石京,柳美玉. 东南大学学报(自然科学版). 2017(05)
[3]变速车道影响下的城市道路多路合流区域换道交通流特性研究[J]. 马新露,王迪,胡月豪,何园园. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2018(03)
[4]基于城市道路的驾驶员换道意图的研究[J]. 储亚婷. 汽车实用技术. 2017(01)
[5]基于车车通信的车辆并行协同自动换道控制[J]. 杨刚,张东好,李克强,罗禹贡. 公路交通科技. 2017(01)
[6]换道规则对高速公路双车道交通流的影响[J]. 杨柳,黄中祥,况爱武. 中南大学学报(自然科学版). 2016(05)
[7]基于人-车-路协同的行车风险场概念、原理及建模[J]. 王建强,吴剑,李洋. 中国公路学报. 2016(01)
[8]基于双线性观测器的汽车侧倾状态估计[J]. 褚端峰,吴超仲,胡钊政,贺宜,孙川. 中国公路学报. 2016(01)
[9]无人驾驶车辆局部路径规划的时间一致性与鲁棒性研究[J]. 姜岩,王琦,龚建伟,陈慧岩. 自动化学报. 2015(03)
[10]带容量约束车辆路由问题的改进蚁群算法[J]. 王沛栋,唐功友,李扬. 控制与决策. 2012(11)
博士论文
[1]快速路合流区微观交通仿真车道变换模型研究[D]. 谭云龙.吉林大学 2014
[2]基于视觉和雷达的智能车辆自主换道决策机制与控制研究[D]. 朱愿.中国人民解放军军事医学科学院 2014
[3]基于视觉特性与车辆相对运动的驾驶人换道意图识别方法[D]. 彭金栓.长安大学 2012
硕士论文
[1]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
[2]面向排放测算的Wiedemann和Fritzsche跟驰模型优化研究[D]. 耿中波.北京交通大学 2014
本文编号：3112111
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