自动驾驶汽车在交通网络中的效能分析

摘要

研究了对于三车道的高速公路,自动驾驶汽车对混合交通流的通行能力及安全性的影响.引入变道欲望值、连续刹车率、空间速度方差和时间速度方差的概念,基于交通流元胞自动机模型,针对手动和自动驾驶2种汽车,建立了单向三车道的加减速和换道规则.选取6个评价参数,针对三车道模型,研究了随着自动驾驶汽车比例的增加,车道平均速度、平均速度的方差、交通密度、连续刹车率以及变道次数的变化情况.实验结果表明:在通行能力方面,当自动驾驶汽车的比例持续增加时,整个车道的平均速度、交通密度显著增加,从而大大提高了此交通网路中的通行能力;同时空间速度方差和时间速度方差会显著减少,说明整个交通流的平稳性增加了.在安全表现方面,当自动驾驶汽车的比例持续增加时,整个交通网路中的连续刹车率、交道次数先逐渐增加,然后逐渐减少,从而很好地刻画了安全性.最后分析了模型的优缺点,并指出了改进的方向.