为了提高高速公路瓶颈区车辆通行效率与安全性能,面向小汽车与货车混行(简称客货混行)、智能网联车辆(Connected and Automated Vehicle,CAV)与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle,HDV)混行场景,提出一种基于客货CAV移动屏障的两阶段动...为了提高高速公路瓶颈区车辆通行效率与安全性能,面向小汽车与货车混行(简称客货混行)、智能网联车辆(Connected and Automated Vehicle,CAV)与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle,HDV)混行场景,提出一种基于客货CAV移动屏障的两阶段动态限速控制方法。首先,构建一种适用于多车道,包含CAV换道控制和CAV动态速度控制的两阶段动态限速控制框架,通过优化客货CAV在瓶颈区上游的分布和速度,形成对整体车流具有调控作用的移动屏障。其次,考虑小汽车与货车的异质性,建立CAV动态速度控制模型,实现对客货CAV控制速度的精准求解。同时,基于客货差异改进均匀分布系数P,在是否给予CAV货车换道限制的条件下,以P为优化目标,采用枚举法、模拟退火算法、遗传算法、强化学习4种算法求解客货CAV的最优换道方案。最后,通过对单向两车道和单向四车道高速公路的SUMO仿真试验,讨论了所提方法的控制效果并验证其有效性。结果表明:所提CAV换道控制策略可显著提升客货CAV在交通流中的分布均匀性,其中货车换道限制对均匀分布效果具显著影响,当CAV货车占CAV车辆比例高于50%时,不限制货车换道控制策略效果优于限制换道。通过与换道控制策略的结合,两阶段动态限速控制方法能显著降低事故风险、提升交通流稳定性,随着CAV货车占比的上升,尽管货车因其特性会对交通流产生一定的扰动,但控制效果普遍能够得到进一步的提升。研究成果可为提升智能网联环境下的高速公路瓶颈区主动交通管控效果提供有效理论支撑。展开更多
文摘为了提高高速公路瓶颈区车辆通行效率与安全性能,面向小汽车与货车混行(简称客货混行)、智能网联车辆(Connected and Automated Vehicle,CAV)与人工驾驶车辆(Human-driven Vehicle,HDV)混行场景,提出一种基于客货CAV移动屏障的两阶段动态限速控制方法。首先,构建一种适用于多车道,包含CAV换道控制和CAV动态速度控制的两阶段动态限速控制框架,通过优化客货CAV在瓶颈区上游的分布和速度,形成对整体车流具有调控作用的移动屏障。其次,考虑小汽车与货车的异质性,建立CAV动态速度控制模型,实现对客货CAV控制速度的精准求解。同时,基于客货差异改进均匀分布系数P,在是否给予CAV货车换道限制的条件下,以P为优化目标,采用枚举法、模拟退火算法、遗传算法、强化学习4种算法求解客货CAV的最优换道方案。最后,通过对单向两车道和单向四车道高速公路的SUMO仿真试验,讨论了所提方法的控制效果并验证其有效性。结果表明:所提CAV换道控制策略可显著提升客货CAV在交通流中的分布均匀性,其中货车换道限制对均匀分布效果具显著影响,当CAV货车占CAV车辆比例高于50%时,不限制货车换道控制策略效果优于限制换道。通过与换道控制策略的结合,两阶段动态限速控制方法能显著降低事故风险、提升交通流稳定性,随着CAV货车占比的上升,尽管货车因其特性会对交通流产生一定的扰动,但控制效果普遍能够得到进一步的提升。研究成果可为提升智能网联环境下的高速公路瓶颈区主动交通管控效果提供有效理论支撑。
