[發明專利]車聯網環境下跟馳交通流特性建模方法

有效

• 申請號: 201710359383.5
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107103749B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 惠飛;李騰龍;景首才;賈碩;何朋朋;王龍飛
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;H04L29/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

一種車聯網環境下跟馳交通流特性建模方法，包括以下步驟：1)以全速度差車輛跟馳模型作為普通車微觀跟馳交通流模型進行建模；2)聯網車跟馳行為建模；3)普通車跟馳模型穩定性分析；4)聯網車跟馳模型穩定性分析；5)混合交通流穩定性分析；6)分別對普通車跟馳模型和聯網車跟馳模型進行參數標定；7)使用參數標定后的模型對不同車聯網滲透率下的混合交通流進行仿真驗證。本發明符合車聯網普及推廣的實際情況，用實測交通數據對所選定的普通車和聯網車跟馳模型參數進行標定，增加了交通仿真驗證結果的可信度。本發明方法能夠為車聯網逐漸普及過程中的交通控制及駕駛策略的設計提供基本依據。

技術領域

本發明屬于交通流控制領域，具體涉及一種車聯網環境下跟馳交通流特性建模方法。

背景技術

隨著經濟的發展，機動車的數量不斷增加，但交通基礎設施卻因為種種原因而難以滿足車輛對道路容量的需求，由此產生的交通擁堵、環境污染和交通安全問題日益嚴重。

伴隨著信息和通信技術的飛速發展，借助一系列無線通訊技術，來實現人、車、路信息互聯和互享的車聯網技術逐漸普及，該技術能夠提高整個車流中車輛的協同性，緩解并抑制交通，提高安全性。跟馳模型是伴隨著交通流理論而發展起來的，同時也對交通流理論進行了完善和補充。因為聯網車的普及需要一個過程，所以在不同的車聯網滲透率下，車輛跟馳交通流的特性會呈現出不同的特征。AKesting等人2006年公開發表論文“Jam-avoiding adaptive cruise control(ACC)and its impact on traffic dynamics”(Proceedings of Traffic and Granular Flow,05,pp.633-643)。該論文通過仿真模擬得出結論：如果ACC車輛在交通流中所占比例為10％，由擁堵造成的時間延遲會縮短80％以上，當ACC車輛比例占20％時，交通系統中的堵塞則都會消散。然而，上述仿真參數的設定，多基于假設，且研究過程中并未在數學上推導證明。2012年史忠科等人公開發明專利《考慮多車的OVDM交通流跟馳模型穩定性建模方法》(申請公布號：CN 102800193 A)，該發明專利公開了一種考慮多車的OVDM交通流跟馳模型穩定性建模方法，用于解決現有的OVDM微觀交通流跟馳模型對ITS環境適應性差的技術問題。不過，該發明的技術方案中并未涉及新提出的模型與原普通車模型混合狀態下的交通流特性。A Talebpour等人在《TransportationResearch Part C：Emerging Technologies》發表論文“Influence of connected andautonomous vehicles on traffic flow stability and throughput”(2016,71:143-163)，推導出普通車和聯網車混合跟馳車流的線性穩定條件。對聯網車跟馳模型建模時，采用智能駕駛員模型，模型中雖未考慮多前車運行信息，而這些信息在車輛網環境下均是可獲知的，并且有利于改善交通流的穩定性。

上述對車聯網環境下跟馳行為交通流特性的分析，均未系統地推導并仿真驗證普通車和聯網車各自組成的單一跟馳交通流特性以及不同車聯網滲透率下的混合交通流特性，且缺乏用實測交通數據對模型進行標定，因此會有仿真結果的可信度不高等問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術中的問題，提供一種車聯網環境下跟馳交通流特性建模方法，該方法能夠為車聯網逐漸普及過程中的交通控制以及駕駛策略的設計提供基本依據，從而提高交通流的穩定性，有效緩解交通擁堵。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案包括以下步驟：

1)以全速度差車輛跟馳模型作為普通車微觀跟馳交通流模型進行建模；