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自动驾驶技术的出现为解决道路交通系统中人、车、路、环境四者之间的矛盾所造成的拥堵、污染和安全等交通问题提供了新的思路。随着自动驾驶技术的发展,未来道路网络中手自混合驾驶的状况将出现并长期存在。而在手自混合驾驶环境下,由于自动驾驶与手动驾驶主体间选择特性的区别及相互作用,与现有基于手动驾驶的相关交通流理论存在不匹配,需探讨与手自混合驾驶相适应的道路网络交通流理论,如手自混合驾驶道路网络交通流分配理论和由于路段失效引发的道路网络级联失效理论。因此,研究、构建基于手自混合驾驶的道路网络均衡配流模型和级联失效模型,对于揭示未来手自混合驾驶道路网络交通流的内在机理和提升其鲁棒性具有重要意义。
本文首先分析了以手动驾驶为研究对象的交通流分配理论,厘清了现阶段级联失效模型中的重点研究内容,为构建与手自混合驾驶相适应的道路网络级联失效模型提供理论基础。其次,基于对道路网络中出行用户的划分,从阻抗函数的组成出发,分析总结了自动驾驶与手动驾驶出行者的特征,建立了手自混合驾驶路段阻抗函数,定义出不同出行用户的路径选择偏好,构建了手自混合驾驶道路网络均衡配流模型,并给出了该模型算法求解步骤。然后,从手自混合驾驶参考点、价值函数、客观概率与主观概率的角度出发,建立了基于手自混合驾驶的道路网络级联失效模型,并给出了该失效模型的算法求解步骤。最后,以重庆市渝中区实际道路网络为例,对基于手自混合驾驶的道路网络均衡配流模型和级联失效模型进行应用检验,结果表明:当交通需求系数均为1时,手自混合驾驶交通量分布较手动驾驶更加均匀;随着自动驾驶比例的增加,路段自动驾驶交通量变化可总结为“S型”、“指数型”、“波动型”,路段总交通量变化可总结为“平稳型”、“平稳-波动型”、“波动型”;且失效时间越长,手动驾驶与手自混合驾驶实例网络失效规模越大,整体上手动驾驶失效规模大于手自混合驾驶。
本文以手自混合驾驶为研究对象,针对道路网络中的出行者由手动驾驶变为手自混合驾驶后,路段阻抗函数和初始交通量分布的变化、面对失效后的路径选择行为以及对交通系统稳定性的影响等,运用复杂网络理论、交通流理论、前景理论等定量化地研究手自混合驾驶道路网络中的初始交通量分配与面对失效后的交通量再分配过程,一定程度上补充完善了自动驾驶相关基础理论内容。
本文首先分析了以手动驾驶为研究对象的交通流分配理论,厘清了现阶段级联失效模型中的重点研究内容,为构建与手自混合驾驶相适应的道路网络级联失效模型提供理论基础。其次,基于对道路网络中出行用户的划分,从阻抗函数的组成出发,分析总结了自动驾驶与手动驾驶出行者的特征,建立了手自混合驾驶路段阻抗函数,定义出不同出行用户的路径选择偏好,构建了手自混合驾驶道路网络均衡配流模型,并给出了该模型算法求解步骤。然后,从手自混合驾驶参考点、价值函数、客观概率与主观概率的角度出发,建立了基于手自混合驾驶的道路网络级联失效模型,并给出了该失效模型的算法求解步骤。最后,以重庆市渝中区实际道路网络为例,对基于手自混合驾驶的道路网络均衡配流模型和级联失效模型进行应用检验,结果表明:当交通需求系数均为1时,手自混合驾驶交通量分布较手动驾驶更加均匀;随着自动驾驶比例的增加,路段自动驾驶交通量变化可总结为“S型”、“指数型”、“波动型”,路段总交通量变化可总结为“平稳型”、“平稳-波动型”、“波动型”;且失效时间越长,手动驾驶与手自混合驾驶实例网络失效规模越大,整体上手动驾驶失效规模大于手自混合驾驶。
本文以手自混合驾驶为研究对象,针对道路网络中的出行者由手动驾驶变为手自混合驾驶后,路段阻抗函数和初始交通量分布的变化、面对失效后的路径选择行为以及对交通系统稳定性的影响等,运用复杂网络理论、交通流理论、前景理论等定量化地研究手自混合驾驶道路网络中的初始交通量分配与面对失效后的交通量再分配过程,一定程度上补充完善了自动驾驶相关基础理论内容。