[发明专利]考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法

说明书

本发明公开了考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法，基于混合交通流中自动驾驶车辆的渗透率，计算路网中各路段不同属性车道上的车辆出行时间成本和能耗成本，得到路网中各路段不同属性车道下的混合交通流的车辆出行成本，计算路网中各路段所有车辆的总出行成本，构建考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配模型；运用连续平均法求解考虑该模型，完成考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配。本发明考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法综合考虑CAV对驾驶员时间价值、能耗和通行能力的影响和CAV车道的优势，为深度刻画混合交通网络流量分配奠定了理论基础，也为未来交通规划设计和混合交通流管理提供了理论指导。

技术领域

本发明属于智能交通控制技术领域，涉及考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法。

背景技术

网联自动驾驶汽车（Connected and Automated Vehicles, CAV）与人工驾驶车辆（Human Driven Vehicle，HDV）在出行模式的异质性、时间价值、网络信息的捕获能力、驾驶行为侵略性等方面存在诸多差异，使得CAV与HDV混行下的混合交通流与传统的多类用户混合交通流有很大的差别，进而导致未来混合路网交通流量分布规律发生新的演变。而交通流量分配是城市路网规划的最重要的一环，因此有必要深度解析CAV混入对路网交通流量分配的影响机理。

目前国内针对CAV与HDV混行下的混合交通均衡分配研究大多假定HDV与HDV路径选择原则不同，进而构建混合交通网络均衡模型，没有考虑CAV对路段通行能力的提升，忽略了CAV为用户带来的时间价值（Value of Time, VOT）、节能性等直观效益，无法体现CAV对于路网的整体效益。国外针对CAV与HDV混行下的混合交通均衡分配研究相对深入，不仅考虑路径选择的差异，还考虑了弹性需求、不对称出行时间等因素的影响，但没有考虑到CAV对通行能力、VOT和能耗的综合影响。且国外内研究都使用美国公路局（Bureau ofPublic Road, BPR）开发的函数作为CAV出行成本计算函数，但是此函数仅适用于HDV，并不适用于CAV。

其次，目前混合交通流特性尚不明晰，尤其是安全保障方面理论研究不足，且相关法律法规尚不完善。一些交通学者提出在过渡阶段有针对性部署一些CAV专用车道，以提高混行下的通行效率和保障交通安全，同时促进CAV的普及，并利用仿真分析和数值分析的方法证实了部署CAV专用车道的可行性和必要性。美国加州和中国苏州已经在自动驾驶网联测试区部署了CAV车道，中国京-雄高速也拟建设CAV车道，未来极有可能通过部署CAV车道渡过前期复杂的混行阶段。

鉴于此，本申请面向布设CAV车道的路网，综合考虑CAV对驾驶员时间价值、能耗和通行能力的影响和CAV车道的优势，基于BPR函数和CAV特性提出不同属性车道的车辆出行成本计算函数，进而构建面向CAV车道的混合交通均衡模型，最后通过数值和案例分析混行环境下的交通均衡规律。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法，综合考虑CAV对驾驶员时间价值、能耗和通行能力的影响和CAV车道的优势，基于BPR函数和CAV特性提出不同属性车道的车辆出行成本计算函数，进而构建面向CAV车道的混合交通均衡模型，最后通过数值和案例分析混行环境下的交通均衡规律，解决了现有技术中存在的针对CAV与HDV混行下的混合交通均衡分配研究没有考虑到CAV对通行能力、出行时间成本和能耗的综合影响问题。

本发明所采用的技术方案是，考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配方法，包括：

基于混合交通流中自动驾驶车辆的渗透率，计算路网中各路段不同属性车道上的车辆出行时间成本和车辆出行能耗成本，得到路网中各路段不同属性车道下的混合交通流的车辆出行成本；

根据路网中各路段不同属性车道下的混合交通流的车辆出行成本，计算路网中各路段所有HDV车辆的总出行成本和所有CAV车辆的总出行成本，构建考虑自动驾驶专用车道的混合交通均衡分配模型；