智能网联汽车高速公路自主性换道决策模型研究

摘要

智能网联汽车在感知、决策和控制等方面与传统的人工驾驶车辆有明显区别。因此，智能网联汽车的发展和应用将产生新的交通流现象和特征，传统的微观交通模型可能难以很好地描述智能网联汽车的驾驶行为。换道是车辆最基础的主要驾驶行为之一。所以，本文根据智能网联汽车的特征和优势，基于传统的换道决策模型，提出适用于智能网联汽车的自主性换道决策模型。
　　首先，根据智能网联汽车的已有研究，对智能网联汽车的系统构成和功能特征进行了阐述和分析。利用智能网联汽车动态感知、实时通信的技术优势，提出了一套智能网联汽车的换道决策流程和相应的研究前提假设。智能网联汽车的换道决策流程中的主要环节包括单车换道决策和车辆协同换道决策两个部分。
　　其次，对提出的换道决策流程中的单车换道决策进行研究和建模。单车换道决策模型是对MOBIL (Minimize overall braking induced by lane change，最小化由换道引起的所有制动)模型的改进。文中在单车换道决策中考虑换道行为对原车道和目标车道上多辆后随车的影响，以减少换道行为对原车道和目标车道上上游交通的影响。
　　再次，对提出的换道决策流程中的车辆协同换道决策进行研究，提出一种基于博弈论的车辆协同换道决策模型。文中将两辆车之间产生换道冲突的现象分为四类，利用博弈论的方法，分别对四类协同换道情况建立协同换道决策模型，并提出求解算法。
　　然后，利用Matlab软件进行仿真实验，将本文提出的单车换道决策模型和车辆协同换道模型分别与MOBIL模型进行比较。实验结果表明，本文提出的智能网联汽车自主性换道决策模型能够提高交通流的效率、均质性、安全性和舒适性，防止频繁的、不合理的换道行为的产生。
　　最后，对本文的研究内容进行总结，提出研究中存在的不足和对未来研究内容的展望。

目录

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摘要

表目录

图目录

变量注释表

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 研究技术路线

第二章 智能网联汽车自主性换道决策机制分析

2．1 智能网联汽车系统构成

2．2 智能网联汽车换道决策假设与流程

2．3 本章小结

第三章 单车自主性换道决策模型研究

3．1 换道决策模型

3．2 跟驰模型选择

3．3 完整模型

3．4 本章小结

第四章 基于博弈论的车辆协同换道决策模型研究

4．1 博弈论概述

4．2 车辆协同换道博弈分析

4．3 车辆协同换道模型构建

4．4 模型求解

4．5 本章小结

第五章 仿真实验与评价

5．1 交通流评估指标

5．2 仿真环境与参数配置

5．3 仿真结果分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 研究结论

6．2 研究展望

致谢

参考文献

作者简介