車路協調環境下多車協同交通流建模、實驗及仿真

《車路協調環境下多車協同交通流建模、實驗及仿真》是依託同濟大學，由孫劍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：車路協調環境下多車協同交通流建模、實驗及仿真
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫劍
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

交通系統建模與仿真是再現交通流運行規律，對交通系統進行規劃、管理和控制最佳化的重要實驗手段和工具。車路協調（Vehicle Infrastructure Integration，VII）環境下，由於車路、車車之間的通信使得交通參與者、交通工具及行駛環境相互間有機整合，對傳統的交通流建模與仿真理論提出了全新的問題與挑戰。本課題擬利用本團隊已初步構建的基於實驗車的車路協調實驗平台及多車協作駕駛實驗平台，基於從簡單到複雜的思想，從多智慧型體協同建模和實驗建模兩個方面入手，首先解析車路通信環境下個體車輛行為；然後探索車車通信環境下的多車協同反應機理，構築VII環境下的駕駛行為數學模型和邏輯規則；最後以高層體系結構理論為指導，整合交通仿真模型和通訊仿真模型，開發VII環境下的交通仿真原型系統。研究成果對於揭示VII環境下交通流運行規律，研發VII系統分析、評價和實驗平台具有重要的理論意義和實用價值。

結題摘要

交通系統建模與仿真是再現交通流運行規律，對交通系統進行規劃、管理和控制最佳化的重要實驗手段和工具。車路協調（Vehicle Infrastructure Integration，VII）環境下，由於車路、車車之間的通信使得交通參與者、交通工具及行駛環境相互間有機整合，對傳統的交通流建模與仿真理論提出了全新的問題與挑戰。 本課題利用本團隊已初步構建的基於實驗車的車路協調實驗平台及多車協作駕駛實驗平台，基於“從簡單到複雜”的思想，從多智慧型體協同建模和實驗建模兩個方面入手，首先對車路通信環境下交通系統特徵進行了解析，重點研究了VII環境下的速度引導策略，實現了主幹道綠波速度引導、生態駕駛速度引導以及快速路瓶頸預防和延遲失效的速度引導策略，並分別利用交通仿真模型VISSIM和多車駕駛實驗平台對上述策略進行了理論和實驗驗證；然後本課題研究了車車通信環境下的多車協同反應機理，構築了VII 環境下的腳踏車/車隊駕駛行為數學模型和邏輯規則，建立了包含普通車輛（人工駕駛車輛）、 ACC(Adaptive Cruise Control)車輛以及CACC(Coordinated Adaptive Cruise Control )車輛的“混合”交通流模擬模型，並通過VISSIM二次開發接口實現了上述模型；最後以高層體系結構理論HLA為指導，通過開發運行時接口RTITC，實時整合交通流仿真模型VISSIM和通訊仿真模型NS2，實現了兩個模型的跨平台互動、時空同步和套用整合等關鍵技術，開發了VII 環境下的交通流仿真分析系統，並利用該系統分別對VII環境下的信號控制交叉口速度引導系統和無信號交叉口碰撞預警系統進行了仿真分析。研究成果對於揭示VII 環境下交通流運行規律，研發VII 系統分析、評價和實驗平台具有重要的理論意義和實用價值。 依託上述研究成果，本課題共發表論文9篇（其中SCI論文4篇，EI論文3篇），申請發明專利5項，其中3項已授權；獲得軟體著作權1項，培養博士/碩士研究生6名。