[發明專利]一種基于串聯雙瓶頸路網的早通勤出行成本計算方法

在審

• 申請號: 202210175969.7
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114548570A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 孫湛博;黃安煜;秦子曄
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/30;G08G1/01;G08G1/065
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 黃芷;吳桐

本發明公開了一種基于串聯雙瓶頸路網的早通勤出行成本計算方法，該方法應用于全自動駕駛環境，包括步驟：構建串聯雙瓶頸路網，計算出行者早通勤出行成本，出行者早通勤出行成本包括出行者的擁堵成本、車輛停車過程中所產生的自動駕駛成本、到達目的地時由于遲到或早到而產生的懲罰。運用該方法能夠根據出發時間計算車輛早通勤成本、預測自動駕駛環境下的早通勤開始和結束的時間、交通瓶頸處擁堵排隊的動態變化情況、出行者的出發時間與停車位置選擇等特征。該方法在理論上是對瓶頸模型在自動駕駛領域應用的發展；在實際應用中能夠為新建城市的路網規劃、停車設施管理以及舊城市的道路與停車設施改造工程提供理論支撐。

技術領域

本發明涉及全自動駕駛領域，特別是針對不收停車費下基于串聯雙瓶頸路網的早通勤出行成本的計算方法。

背景技術

近年來，通信網絡、計算機、自動控制等的廣泛應用，使自動駕駛技術得到了快速發展。自動駕駛環境下的早通勤過程為——車輛先將出行者送達目的地，而后自動行駛至目標車位，該車位可以是遠離出行者目的地的家用車位、共享車位等。該過程與人駕車輛環境相比具有以下三點技術優勢：(1)車位與目的地間的步行過程被消除，出行者到達目的地的時間不再受步行影響；(2)車輛對停車設施位置和種類的選擇更加靈活；(3)出行者無需為尋找車位進行巡航。但同時，自動駕駛環境的早通勤過程也存在一些亟待解決的問題，包括：傳統人駕車輛和自動駕駛車輛的早通勤過程的主要區別在于：在傳統人駕車輛環境下，出行者從家出發后先到達停車場而后步行至工作地點；而自動駕駛車輛先將出行者送達工作地點，并在出行者下車后自動行駛至停車場。在傳統人駕環境下由于車輛被事先停在停車場，目的地處的停車下客需求被分散到了各個停車場處。而在自動駕駛環境下，每一位通勤者都需要在其目的地處經歷減速、停車、下車的過程，目的地所在路段由于無法承擔集中的停車下客需求而發生擁堵排隊現象，形成新的交通瓶頸。由此估計在自動駕駛環境下，類似醫院、商場、學校等大型公共場所出入口處的擁堵、排隊現象將會更加普遍。

現有研究在描述通勤過程中的交通流動態變化時多使用瓶頸模型，瓶頸模型最早由諾貝爾經濟學獎獲得者Vickrey提出，而后國內外學者在經典瓶頸模型基本假設的基礎上展開了更為深入的擴展研究，包括考慮其他出行選擇(路徑選擇、停車行為選擇、出行方式選擇)，早晚聯合通勤行為研究，在排隊中考慮車輛實際長度、異質出行者、拼車制，等等?，F有技術中，在自動駕駛環境下只有對單瓶頸模型的研究，無法解決未來交通場景中大型公共場所出入口、商業活動繁忙地區等高峰時刻擁堵排隊加劇的問題。

因此，提出一種應用于全自動駕駛環境，基于雙瓶頸模型的早通勤不同時段出發出行者的出行成本的計算方法是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于串聯雙瓶頸路網的早通勤出行成本計算方法，該方法應用于全自動駕駛環境，出行者早通勤出行成本包括出行者的擁堵成本、車輛(本文中的車輛均指自動駕駛車輛)停車過程中所產生的自動駕駛成本、到達目的地時由于遲到或早到而產生的懲罰，包括步驟如下：

S1、構建串聯雙瓶頸路網：所述串聯雙瓶頸路網包括瓶頸一和瓶頸二，且瓶頸一的通行能力s₁大于瓶頸二的通行能力s₂，所述通行能力是指一個瓶頸在單位時間內能夠通過的最大車輛數，當瓶頸處的到達率超過了該瓶頸的通行能力時即發生排隊或排隊車輛逐漸累積，否則瓶頸處不發生排隊或排隊逐漸消散；所述瓶頸一位于居住區與目的地之間，用于反映早通勤途中由于所有不確定因素造成的交通擁堵，也即出行時間中除了車輛以自由流速度駛過該路程所需要的時間以外，由其他因素所造成的擁堵排隊時間；所述瓶頸二位于目的地處，用于反映車輛在早通勤過程中由于目的地處停車下客需求增加所造成的擁堵排隊現象；在早通勤期間，出行者t時刻從居住區出發，在瓶頸一處經歷時長為T₁(t)的排隊后在t_A時刻到達目的地處，到達后立即下車；而此時車輛由于集中的停車下客需求在目的地處的瓶頸二經歷時長為T₂(t)的排隊后前往停車場停車；