网联环境下混合交通流偶发拥堵演化机理研究

作     者：马庆禄 牛圣平 曾皓威 段学锋 MA Qing-lu;NIU Sheng-ping;ZENG Hao-wei;DUAN Xue-feng

作者机构：重庆交通大学交通运输学院重庆400074 宁夏交投高速公路管理有限公司银川750000 

出 版 物：《交通运输系统工程与信息》 (Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology)

年 卷 期：2022年第22卷第5期

页      面：97-106页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家社会科学基金(20VYJ023) 宁夏回族自治区交通运输厅科技项目(NJGF20200301) 

主　　题：交通工程 交通拥堵 拥堵演化模型 混合交通流 网联车辆 

摘      要：针对混合交通流中智能网联车辆(Connected and Autonomous Vehicles,CAVs)和人工驾驶车辆的交织干涉问题,本文在传统交通流统计理论模型和一阶连续介质模型的基础上,通过引入智能驾驶员跟驰模型(Intelligent driver model,IDM)和协同自适应巡航控制模型(Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC),构建人工驾驶车辆和CAVs的混合交通流偶发拥堵演化模型,探索CAVs混入和诱导干涉措施对混合交通流偶发性拥堵传播规律的影响。实验选取重庆市华陶立交至巴南立交路段为路网原型,对CAVs不同渗透率(P)下的路段拥堵演化情况进行仿真。实验结果表明:CAVs渗透率越高,混合流流量、占有率和速度的改善情况越显著,但只有当P≥0.2时,网联车辆对拥堵消散的改善效果才较为明显;P≤0.8时,干涉措施下,拥堵消散状态的持续时间约为不采用干涉措施的50%;当P=1.0时,网联车辆的通行能力是纯人工驾驶交通流的2.34倍;分别在非干涉措施和干涉措施下计算拥堵评价指标,与仿真结果进行对比,最大相对误差在5.38%之内,验证了模型的准确性。研究成果对疏散交通拥堵具有重要意义。