入口匝道自適應巡航車流交通特性及控制策略研究

《入口匝道自適應巡航車流交通特性及控制策略研究》是依託同濟大學，由李志鵬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：入口匝道自適應巡航車流交通特性及控制策略研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李志鵬
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

交通瓶頸擁堵問題已成為諸多大中型城市的痛點，自適應巡航控制（ACC）車輛的大量普及將改變現有的交通流演化特徵，基於車聯網發布控制措施緩解瓶頸處交通擁堵已成為可能。本項目以ACC車輛和入口匝道為研究對象，重點研究在不同自適應巡航車流密度下的入口匝道交通流特性及動態管理控制策略。在調研和分析實際ACC車輛自適應巡航系統控制結構的基礎上，建立考慮下層控制結構影響的ACC車輛微觀模型和換道模型；利用實測數據標定所建模型的參數，並研究瓶頸處交通擁堵的形成機理；根據入口匝道瓶頸擁堵形成機制，提出在不同自適應巡航車流密度下的動態管理控制策略，研究管理控制策略對入口匝道瓶頸處交通流特性，交通擁堵的演化、以及交通瓶頸處通行能力的影響機理。本項目的研究有助於加深人們對ACC車輛通行入口匝道瓶頸的認識，為利用自動駕駛技術緩解交通擁堵、提高運行效率提供理論基礎和科學依據。

結題摘要

根據自適應巡航控制車輛的上層和下層控制結構原理，建立能夠客觀表征ACC 車輛自適應巡航控制行駛的微觀仿真模型。通過理論分析研究所建模型的線性穩定性以及在小擾動情形下交通流密度波的演化特徵；充分利用現有交通流理論研究成果，通過仿真分析的方法來探討模型中的影響要素對道路交通流的影響機理。本項目按照研究計畫完成了任務書要求的研究內容，在此基礎上，還擴展了相關的研究，針對其它影響因素的微觀和巨觀交通流進行了建模和分析，在本項目的支持下，已發表論文9篇，另1篇被錄用，被SCI檢索9篇，研究成果在國際會議上交流4人次，在國內會議上交流4人次；協助培養博士生1名，培養碩士生5名。進行了多次交通觀測, 對對影響自適應巡航控制車輛控制和延遲等因素特徵有了清晰的了解。本項目針對基於自適應巡航控制車輛動力學控制進行了建模及分析，提出了 4個與自適應巡航控制車輛動力學模型。本項目針對其它影響因素的微觀和巨觀交通流進行了建模和分析，提出了8個微觀和巨觀模型。本項目還也通過基於CMEM的仿真實驗探究了ACC系統的使用對交通流運行過程中的環境影響造成的變化，通過基於CMEM的實驗表明，ACC車輛在減輕交通流環境污染方面起到積極作用，且ACC車輛的比例越高，位置離干擾點越近，引導車輛的加速度越大，ACC車輛在減輕交通流環境污染方面起到的積極作用越強。此外，本項目還發現了引入了車間距自控的ACC車輛能夠一定程度上減少燃油消耗，同時擴大道路交通通行能力。這些成果豐富了現代交通流理論，為交通工程部門規劃、設計和完善ACC車輛設計、製造以及未來在智慧型交通系統環境下車輛駕駛行為分析提供科學依據。在實踐中形成了年輕有活力的研究隊伍，為後續的深入研究奠定了基礎。