[发明专利]车联网环境下跟驰交通流特性建模方法

说明书

一种车联网环境下跟驰交通流特性建模方法，包括以下步骤：1)以全速度差车辆跟驰模型作为普通车微观跟驰交通流模型进行建模；2)联网车跟驰行为建模；3)普通车跟驰模型稳定性分析；4)联网车跟驰模型稳定性分析；5)混合交通流稳定性分析；6)分别对普通车跟驰模型和联网车跟驰模型进行参数标定；7)使用参数标定后的模型对不同车联网渗透率下的混合交通流进行仿真验证。本发明符合车联网普及推广的实际情况，用实测交通数据对所选定的普通车和联网车跟驰模型参数进行标定，增加了交通仿真验证结果的可信度。本发明方法能够为车联网逐渐普及过程中的交通控制及驾驶策略的设计提供基本依据。

技术领域

本发明属于交通流控制领域，具体涉及一种车联网环境下跟驰交通流特性建模方法。

背景技术

随着经济的发展，机动车的数量不断增加，但交通基础设施却因为种种原因而难以满足车辆对道路容量的需求，由此产生的交通拥堵、环境污染和交通安全问题日益严重。

伴随着信息和通信技术的飞速发展，借助一系列无线通讯技术，来实现人、车、路信息互联和互享的车联网技术逐渐普及，该技术能够提高整个车流中车辆的协同性，缓解并抑制交通，提高安全性。跟驰模型是伴随着交通流理论而发展起来的，同时也对交通流理论进行了完善和补充。因为联网车的普及需要一个过程，所以在不同的车联网渗透率下，车辆跟驰交通流的特性会呈现出不同的特征。AKesting等人2006年公开发表论文“Jam-avoiding adaptive cruise control(ACC)and its impact on traffic dynamics”(Proceedings of Traffic and Granular Flow,05,pp.633-643)。该论文通过仿真模拟得出结论：如果ACC车辆在交通流中所占比例为10％，由拥堵造成的时间延迟会缩短80％以上，当ACC车辆比例占20％时，交通系统中的堵塞则都会消散。然而，上述仿真参数的设定，多基于假设，且研究过程中并未在数学上推导证明。2012年史忠科等人公开发明专利《考虑多车的OVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法》(申请公布号：CN 102800193 A)，该发明专利公开了一种考虑多车的OVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法，用于解决现有的OVDM微观交通流跟驰模型对ITS环境适应性差的技术问题。不过，该发明的技术方案中并未涉及新提出的模型与原普通车模型混合状态下的交通流特性。A Talebpour等人在《TransportationResearch Part C：Emerging Technologies》发表论文“Influence of connected andautonomous vehicles on traffic flow stability and throughput”(2016,71:143-163)，推导出普通车和联网车混合跟驰车流的线性稳定条件。对联网车跟驰模型建模时，采用智能驾驶员模型，模型中虽未考虑多前车运行信息，而这些信息在车辆网环境下均是可获知的，并且有利于改善交通流的稳定性。

上述对车联网环境下跟驰行为交通流特性的分析，均未系统地推导并仿真验证普通车和联网车各自组成的单一跟驰交通流特性以及不同车联网渗透率下的混合交通流特性，且缺乏用实测交通数据对模型进行标定，因此会有仿真结果的可信度不高等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种车联网环境下跟驰交通流特性建模方法，该方法能够为车联网逐渐普及过程中的交通控制以及驾驶策略的设计提供基本依据，从而提高交通流的稳定性，有效缓解交通拥堵。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)以全速度差车辆跟驰模型作为普通车微观跟驰交通流模型进行建模；