基于驾驶员行为的入匝道元胞自动机模型研究

摘要

入口匝道作为典型的交通瓶颈，相当多的道路堵塞都与之相关，实测也表明入口匝道处会产生一些很复杂的交通流现象，其特殊的结构和作用使得入口匝道处车辆与车辆之间的相互作用更明显、更值得关注，因此，研究入口匝道系统上的驾驶员在具体环境下的行为具有重要的实用价值。本文从驾驶员行为的角度，通过提出换道规则和改进状态更新规则，研究换道过程和行驶过程中的驾驶员行为，并且通过仿真实验，探索了驾驶员行为对入口匝道交通流的具体影响。
　　 本文的主要工作包括：
　　 (1)从安全距离的角度，提出四种适合匝道系统的换道规则，并通过模拟仿真比较其优缺点，实验表明，考虑前后向安全距离的换道行为更适合匝道系统，可以使主道上车辆通行更顺畅；而完全不考虑安全距离的换道行为对主道的抑制作用非常明显。
　　 (2)引入敏感驾驶模型，有效模拟复杂路况和拥挤情况下驾驶员的随机慢化过程优先发生的过程，实验结果显示，入口匝道系统上的敏感驾驶行为可以提高系统的通行能力，实验结果更符合实际。
　　 (3)改进了随机慢化概率的相关函数并引入匝道系统的研究中，进一步研究具体环境下驾驶员的具体驾驶行为对交通流的影响。考虑到的实际因素有自身车速、前车车速、车间距和安全距离等。实验结果显示，考虑驾驶员行为的匝道模型安全性更好，利用率更高，车辆分布更均匀、运行更顺畅，有效避免了堵塞的产生。