[發明專利]考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法

有效

• 申請號: 202110939974.6
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113393690B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 郝威;張兆磊;戎棟磊;易可夫;龔野
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G08G1/0967
• 分類號: G08G1/0967;G08G1/0968;G08G1/01;G06Q50/30
• 代理公司: 西安知誠思邁知識產權代理事務所(普通合伙) 61237
• 代理人: 何秀娟

本發明公開了考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法，基于混合交通流中自動駕駛車輛的滲透率，計算路網中各路段不同屬性車道上的車輛出行時間成本和能耗成本，得到路網中各路段不同屬性車道下的混合交通流的車輛出行成本，計算路網中各路段所有車輛的總出行成本，構建考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配模型；運用連續平均法求解考慮該模型，完成考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配。本發明考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法綜合考慮CAV對駕駛員時間價值、能耗和通行能力的影響和CAV車道的優勢，為深度刻畫混合交通網絡流量分配奠定了理論基礎，也為未來交通規劃設計和混合交通流管理提供了理論指導。

技術領域

本發明屬于智能交通控制技術領域，涉及考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法。

背景技術

網聯自動駕駛汽車（Connected and Automated Vehicles, CAV）與人工駕駛車輛（Human Driven Vehicle，HDV）在出行模式的異質性、時間價值、網絡信息的捕獲能力、駕駛行為侵略性等方面存在諸多差異，使得CAV與HDV混行下的混合交通流與傳統的多類用戶混合交通流有很大的差別，進而導致未來混合路網交通流量分布規律發生新的演變。而交通流量分配是城市路網規劃的最重要的一環，因此有必要深度解析CAV混入對路網交通流量分配的影響機理。

目前國內針對CAV與HDV混行下的混合交通均衡分配研究大多假定HDV與HDV路徑選擇原則不同，進而構建混合交通網絡均衡模型，沒有考慮CAV對路段通行能力的提升，忽略了CAV為用戶帶來的時間價值（Value of Time, VOT）、節能性等直觀效益，無法體現CAV對于路網的整體效益。國外針對CAV與HDV混行下的混合交通均衡分配研究相對深入，不僅考慮路徑選擇的差異，還考慮了彈性需求、不對稱出行時間等因素的影響，但沒有考慮到CAV對通行能力、VOT和能耗的綜合影響。且國外內研究都使用美國公路局（Bureau ofPublic Road, BPR）開發的函數作為CAV出行成本計算函數，但是此函數僅適用于HDV，并不適用于CAV。

其次，目前混合交通流特性尚不明晰，尤其是安全保障方面理論研究不足，且相關法律法規尚不完善。一些交通學者提出在過渡階段有針對性部署一些CAV專用車道，以提高混行下的通行效率和保障交通安全，同時促進CAV的普及，并利用仿真分析和數值分析的方法證實了部署CAV專用車道的可行性和必要性。美國加州和中國蘇州已經在自動駕駛網聯測試區部署了CAV車道，中國京-雄高速也擬建設CAV車道，未來極有可能通過部署CAV車道渡過前期復雜的混行階段。

鑒于此，本申請面向布設CAV車道的路網，綜合考慮CAV對駕駛員時間價值、能耗和通行能力的影響和CAV車道的優勢，基于BPR函數和CAV特性提出不同屬性車道的車輛出行成本計算函數，進而構建面向CAV車道的混合交通均衡模型，最后通過數值和案例分析混行環境下的交通均衡規律。

發明內容

為了達到上述目的，本發明提供考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法，綜合考慮CAV對駕駛員時間價值、能耗和通行能力的影響和CAV車道的優勢，基于BPR函數和CAV特性提出不同屬性車道的車輛出行成本計算函數，進而構建面向CAV車道的混合交通均衡模型，最后通過數值和案例分析混行環境下的交通均衡規律，解決了現有技術中存在的針對CAV與HDV混行下的混合交通均衡分配研究沒有考慮到CAV對通行能力、出行時間成本和能耗的綜合影響問題。

本發明所采用的技術方案是，考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配方法，包括：

基于混合交通流中自動駕駛車輛的滲透率，計算路網中各路段不同屬性車道上的車輛出行時間成本和車輛出行能耗成本，得到路網中各路段不同屬性車道下的混合交通流的車輛出行成本；

根據路網中各路段不同屬性車道下的混合交通流的車輛出行成本，計算路網中各路段所有HDV車輛的總出行成本和所有CAV車輛的總出行成本，構建考慮自動駕駛專用車道的混合交通均衡分配模型；