混行交通流跟驰行为分析及队列控制研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuahhnet
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着自动驾驶和网联技术的不断发展,未来很长一段时间内会出现智能网联车辆(Connected Autonomous Vehicle,CAV)、自动驾驶车辆(Automated Vehicle,AV)和人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle,HDV)混合行驶的情况。为研究混行交通流中不同类型车辆的跟驰行为,混行车辆跟驰建模成为了微观交通流仿真研究的热点问题之一。然而,目前大部分研究不能准确地描述不同类型车辆在混行交通流中的跟驰特性以及相互之间的影响和决策。因此,本文基于分子动力学定量化计算周围车辆的速度及其与主体车的车间距对主体车的影响权重,并且根据主体车与紧邻前车间的位置关系界定了前方多车影响作用的适用性,同时引入不同类型车辆差异化的减速度策略,基于分子动力学建立考虑前后多车状态信息的CAV跟驰模型;考虑不同类型前车和驾驶人特性,建立HDV&AV混行车辆跟驰模型;通过混行车队稳定性仿真分析,获得了CAV和AV分别影响的后方HDV车辆数,并且探究了三种驾驶风格HDV的加入对引导车辆数的影响。本文的研究成果可用于同质流或CAV、AV与HDV混行异质流的跟驰行为仿真分析和队列跟驰控制研究,从而在目前开展混行实车实验困难的情况下为混行交通流场景下的驾驶行为优化控制及仿真分析提供理论依据和模型支持。本文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)基于分子动力学建立考虑前后多车状态信息的CAV跟驰模型在分析混行交通流中CAV跟驰行为的基础上,构建一种考虑前后多车的速度、车间距、速度差等信息的CAV跟驰模型。引入分子动力学理论定量化表达周围车辆的速度及其与主体车的车间距对主体车的影响权重,并且根据主体车与紧邻前车间的位置关系,界定了前方多车影响作用的适用性。同时,考虑混行交通流中不同类型的紧邻前后车辆对CAV跟驰行为的影响,引入不同类型车辆差异化的减速度策略。所考虑的四种紧邻车非CAV场景情况包括:(a)紧邻前车是HDV或AV,其他车辆是CAV;(b)紧邻后车是HDV或AV,其他车辆是CAV;(c)紧邻前后车均为HDV或AV,其他车辆为CAV;(d)车队中的车辆均为CAV。基于Routh–Hurwitz特征方程法对该模型进行线性稳定性分析。利用实车数据对模型进行标定和仿真验证。(2)建立考虑驾驶人特性的HDV&AV混行车辆跟驰模型利用混行实车数据,分析不同类型的前车对HDV和AV跟驰行为的影响。考虑驾驶人特性,分别引入驾驶人反应时间、速度差判断误差、车间距与速度的函数关系以及加速度策略,构建HDV&AV混行车辆跟驰模型。在稳定性分析过程中分析了车速对混行交通流稳定性的影响。分别收集HDV跟驰AV和HDV跟驰HDV的实车数据对模型进行参数标定、敏感性分析和模型验证。(3)考虑CAV渗透率的混行交通流稳定性分析基于混行交通流车辆空间相对位置的随机性特点,提出混行交通流中CAV、AV和HDV稳定状态下的数学期望比例解析式。考虑队列系统中的外界干扰和状态时滞,利用拉普拉斯变换求解混行车队的速度扰动传递函数,分析不同CAV比例下的混行队列稳定性开环幅相特性。考虑平衡态“速度-车间距”关系,建立不同CAV比例下的混行交通流基本图模型,并以此为基础,探究混行车辆环境下交通流通行能力的影响因素,为提升混行交通流量提供理论依据。(4)考虑不同驾驶人风格和CAV渗透率的混行队列运行研究基于混行车队稳定性仿真分析,研究城市道路条件和高速紧急制动状态下不同类型车辆的引导对车队加速和减速的控制,探究CAV和AV分别影响后方HDV的车辆数以及三种驾驶风格HDV的加入对引导车辆数的影响。设计混行车队跟驰仿真实验,研究CAV渗透率对混行最佳队列稳定性的影响。
其他文献
我国是自然灾害事故频发的国家,现有应急救援车辆多采用被动悬架,其行驶速度低、平顺性差,难以满足对应急救援车辆快速响应的要求。和被动悬架系统相比,主动悬架系统可以使得车辆的行驶机动性能有较大提升。但由于信号采集、作动器响应等因素的影响,将会导致系统出现控制迟缓的问题,提升效果受到了一定限制。若能提前进行地形预瞄,便可对悬架系统进行超前控制,进而实现提高车辆行驶平顺性的目的。本文结合国家重点研发计划课
为进一步阐明山茄子(Brachybotrys paridiformis Maxim.ex Oliv.)的化学成分,寻找和开发天然有效成分,本论文在综述山茄子以及溃疡性结肠炎(Ulcerative Colitis,UC)研究进展的基础上,对山茄子的化学成分、抗溃疡性结肠炎生物活性以及活性成分的药代动力学进行了研究。主要包括:基于活性导向的山茄子化学成分的分析、分离与鉴定;基于网络药理学和分子对接筛选
矿业是国民经济的重要组成部分,露天采矿占整个矿山开采业的比重很大。矿用大型电铲是露天矿山剥离和采掘矿石的主要设备,其工作环境恶略,再加上操作员长时间工作,使得电铲事故率较高。其中,与行走装置有关的事故占到1/3左右,由此可见行走装置对于大型电铲性能的可靠性具有重要影响。随着矿产装备智能化水平的不断提升,无人电铲成为新的解决方案。其中,自主行走是无人电铲一项关键功能,该过程存在机电耦合、离散介质系统
5G/B5G无线网络不同场景中新业务骈兴错出,需要通信系统提供定制化的可靠性保障。时延约束下的可靠性,即网络时延低于业务时延阈值的概率,是衡量网络性能的重要指标,可指导网络控制,直接影响用户体验。统计型时延可靠性保障是5G/B5G网络走向成熟必须直面的问题。合理的带宽分配是可靠性保障的充要条件。受毫秒级时延的约束,实现业务严苛的可靠性保障需要网络的大带宽供应。精确的带宽需求评估和抽象决定了资源的高
近年来,随着科学技术的发展,农业进入了4.0时代,国家也出台了一系列文件来促进农业向智能化、精准化方向快速前进。但农业数据采集成本高、决策模型不足、智能化程度低等原因,造成了农业生产过程中土地产出率、资源利用率和劳动生产率较低等问题。本研究针对玉米精准施肥决策中土壤采样成本高、土壤氮磷钾含量获取难、模型长期预测精度降低的问题和玉米施药决策中没有玉米病害发生程度识别模型的问题,构建了基于改进BP神经
碳基共晶材料是指由两个或两个以上碳基分子构成的共晶材料,这类材料不仅可以继承单组分的优异物理化学性质,还可以因为分子间相互作用而产生新的性质,因此受到人们的广泛关注。作为一种重要的热力学参量,高压可以有效改变分子间相互作用,使共晶材料产生新的结构和性质,为创造新型功能材料开辟一条新的途径。目前,在碳基共晶材料的高压研究方面已经取得了一系列重要进展,具有新奇结构/性质的新物质已被设计合成出来,如从富
近年来,以“双碳”目标为代表的节能减排政策为新能源工程机械产业带来了新的机遇和挑战,工程机械领域电动化趋势发展强劲。装载机是工程机械的重要机型,作业范围广阔、市场保有量大。电动装载机避免了传统燃油装载机使用过程中的碳排放和尾气污染问题,从战略发展,技术储备和供应市场等多方面看,电动装载机关键技术的研究具有重要理论意义和工程应用价值。装载机作业过程中环境恶劣、路面复杂、铲掘和装载前后负载变化大、前后
汽车产品在市场竞争中核心技术要素主要包含可靠性、稳态工况下的性能、瞬态工况下的动态性能,以及批量生产过程中的上述性能的产品一致性、使用一段时间后上述性能的衰减。经过几十年发展,我国已经完全掌握了可靠性和稳态性能的开发技术,自主汽车品牌的相关性能指标已经达到了国际一流水平。我国自主品牌汽车急需提升产品的动态性能及其量产一致性和性能持久性。目前,产品瞬态工况的动态性能只能通过实车场地试验主观评价进行开
传统半导体材料为光电领域的发展做出了卓越贡献,但随着后摩尔时代的到来,对光电信息等系统提出了更高的需求,光电子器件也朝着小体积、大带宽、低功耗、集成化、智能化等方向发展,促使科研人员不断探寻新材料、新结构、新机理。近年来,新型光电材料如钙钛矿、过渡金属硫化物、超结构材料等在光电领域展现出巨大的应用潜力,并不断刷新各类光电器件的性能指标,但是针对这些新材料物理特性背后的作用机理尚未充分挖掘,尤其是对
利用传统深海探测技术进行海底多金属硫化物勘查不仅难度大且成本高,这导致已发现的热液区与采集到的与热液成矿相关数据较少。为缩小勘探范围从而提高找矿效率,在实地勘探前,我们需要一种既适用于小样本,又能使特征变量充分体现找矿信息的成矿定量预测方法。如今一些传统的统计学方法已应用于海底多金属硫化物成矿预测,但这些方法无法满足上述要求。机器学习算法具有可以同时将二分类、多分类和连续数据作为特征变量的优势,而