基于演化博弈的车辆换道研究

作     者：黄开启 瞿桃欢 黄明禹 陈荣华 

作者机构：江西理工大学机电工程学院 

出 版 物：《公路交通科技》 (Journal of Highway and Transportation Research and Development)

年 卷 期：2024年第8期

页      面：31-39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：江西省研究生创新基金项目(YC-2021-S574) 江西理工大学研究生创新基金项目(XT2021-S077) 赣州市科技项目(204301000147) 

主　　题：智能交通 换道分析 演化博弈 车辆换道 复制者动态方程 

摘      要：车辆换道时可能存在与其他车辆发生行驶目的冲突问题,传统的方法没有考虑到车辆之间的动态博弈。为此,根据城市交通的特点以及车辆换道要考虑的各种因素,采用演化博弈的方法进行车辆换道情况分析,为车辆的行驶决策提供方案。首先利用车辆在换道时要考虑的时间损失、冲突损失、互让损失、通过收益和换道成本等因素,来构建换道车辆与所要博弈车辆的博弈矩阵,利用博弈矩阵建立车辆冲突的动力学模型,在换道车辆和所要博弈车辆都基于自身利益最大化条件下对存在的各种情况的均衡点的存在和稳定性进行分析,并对演化情况的实际状况进行说明。然后用MATLAB进行仿真验证。在不同情况下,影响车辆进行占道的主导因素也不尽相同,对影响车辆行驶结果的时间损失、冲突损失、互让损失之间的关系进行灵敏度分析。结果表明:车辆在经过博弈后演化的结果可能为采取换道冲突、采取换道不冲突、不采取换道冲突、不采取换道不冲突;发现车辆的互让损失、时间损失会促使车辆进行占道,换道成本和冲突损失会抑制车辆的占道行为。该结果解释了城市交通中存在交通冲突的原因,为车辆驾驶员行驶决策和缓解交通拥堵提供了参考。