基于微观仿真的交叉口范围内生态驾驶行为影响分析

摘要

目前，我国的空气污染和能源消耗现状日益严峻，作为能源消耗和污染气体排放的主要贡献者，解决道路交通领域的节能减排问题已经迫在眉睫。相比于传统的交通需求管理、改变出行结构、开发新的车辆节能技术等方法，通过从根本上改变驾驶行为可以而带来持续并有效的节能减排效果，其中生态驾驶的概念在近年来得到了越来越多的关注。虽然诸多研究表明，生态驾驶行为可以带来显著的单车节能减排效果，但在实际交通环境中，考虑与其他车辆相互影响的情况下分析生态驾驶的影响还有待深入研究。本文在实施生态驾驶单车实地测试的基础上，构建了基于VISSIM平台的微观仿真模型，并通过运行标定后的仿真模型得到评价指标，以在整体交通大背景下分析生态驾驶行为在交叉口范围内的影响情况。
　　首先，本文对生态驾驶的方案设计以及评估方法做了较为全面的综述，设计了以遵循既定生态驾驶建议为主的单车生态驾驶实地测试，通过处理车辆行驶数据，提取出受生态驾驶行为显著影响的特征参数。
　　其次，基于VISSIM仿真平台构建了交叉口微观仿真模型。以仿真计算的能耗结果与实测值差异最小化为目标，对仿真模型中的关键参数进行了标定，从宏观评价指标上保证了仿真结果与实际情况的一致性。同时，建立基于VSP的车辆能耗模型，根据车辆瞬时行驶数据计算车辆的能耗。
　　最后，设计了不同交通到达量和不同生态驾驶混入率的多种交通场景，基于标定后的仿真模型进行仿真，从车均能耗和车均行驶时间两个指标来评价生态驾驶行为在交叉口范围内的影响。
　　本文对仿真模型中对能耗较为显著的关键参数进行标定，使仿真模型在宏观能耗指标上最大限度贴近真实情况，较为准确的反映了车辆间交互影响的作用，避免了对模型内诸多复杂的参数进行修正。仿真结果表明:(1)在不同交通量场景下，随着生态驾驶混入率的增加，车均能耗都逐渐降低，但车均行驶时间的变化规律则与交通量的高低有关。(2)在交通量较低的情况下，实施生态驾驶会造成车辆在交叉口内停留时间的增加从而使车均能耗有小幅增加，而车均行驶时间则始终随着生态驾驶混入率的增加而增加。但生态驾驶行为会较为明显的降低单位时间内的车均能耗，并且减少率随着混入率的增加而增加。(3)在交通量较高的情况下，实施生态驾驶则会显著降低交叉口范围内的车均能耗和车均行驶时间，并且始终随着生态驾驶混入率的增加而降低。

目录

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致谢

摘要

图目录

表目录

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究意义与目的

1．3 研究内容与创新点

1．4 研究技术路线

1．5 本章小结

2 国内外研究现状综述

2．1 生态驾驶方案设计

2．2 生态驾驶评估方法

2．1．1 实地测试

2．1．2 驾驶器模拟

2．1．2 计算机仿真

2．3 微观仿真模型标定

2．4 本章小结

3 生态驾驶实车试验及其特征参数提取

3．1 生态驾驶实车试验

3．1．1 试验设计

3．1．2 试验车辆

3．1．3 试验路线

3．1．4 试验设备

3．2 数据收集处理与分析

3．2．1 OBDKey数据采集结果

3．2．2 OBDKey数据处理

3．2．3 单车试验影响分析及特征参数提取

3．3 本章小结

4 交叉口范围内车辆能耗模型构建

4．1 机动车比功率

4．1．1 机动车比功率定义

4．1．2 机动车比功率的计算

4．2 VSP聚类方法

4．3 基于VSP聚类的机动车能耗模型

4．4 本章小结

5 微观仿真模型的构建和标定

5．1 VISSIM仿真模型概述

5．2 微观仿真平台构建数据采集

5．2．1 仿真区域选取

5．2．2 仿真平台基础数据

5．3 微观仿真平台构建

5．4 微观仿真平台的标定

5．4．1 待标定参数敏感性分析

5．4．2 速度与加速度标定

5．4．3 期望安全距离加法和乘法部分标定

5．4．4 参数标定结果及精度检验

5．5 本章小结

6 交叉口范围内生态驾驶行为影响分析

6．1 VISSIM仿真场景设计

6．2 仿真结果分析

6．2．1 不同交通量场景下不同行驶工况比例分析

6．2．2 生态驾驶行为在不同生态驾驶混入率下的影响

6．2．3 生态驾驶行为在不同交通量下的影响

6．2．4 单位时间车均能耗率

6．3 本章小结

7 总结与展望

7．1 研究结论

7．2 不足与展望

参考文献

作者简历

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