智能网联环境下基于安全势场理论的车辆跟驰模型

• 作者: 冉斌 冒培培 曲栩 李林恒 甘婧
• 来源期刊: 中国公路学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 交通工程 安全势场 人工蜂群算法 跟驰模型 智能网联环境
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 自动驾驶与智能网联专栏
• 页码范围: 76-87
• 页数: 12页
• 分类号: U491.25
• 语种: 中文
• DOI: 10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.12.008

摘要

为有效刻画未来智能网联环境下交通流微观跟驰行为,以更加精确地进行车辆的运动决策,建立了基于安全势场理论下的车辆跟驰模型.模型以势场理论为基础,首先阐述了交通环境中安全势场的客观性、普遍性以及可测性,然后通过引入加速度参数对既有安全势场模型进行改进,改进后的安全势场模型能够有效刻画出在不同速度、加速度值下车辆安全势场的变化趋势.在分析安全势场变化基础上,构建的车辆跟驰模型强化了加速度参数对车辆跟驰行为的影响,由于不同速度、加速度信息在智能网联环境下车辆可以实时获取,因此该模型可应用于未来智能网联环境中.此外,在模型参数标定过程中,通过对NGSIM数据进行筛选,得到含有较多减速停车以及启动加速状态的轨迹数据,共筛选得到412组NGSIM真实跟驰车对数据,并最终利用人工蜂群算法对该模型进行参数标定.为评估模型仿真效果,选择OVM模型、IDM模型与本文模型进行比较,并选取均方根误差RMSE和平均绝对百分误差MAPE为参数标定结果评价与验证的指标,结果表明,建立的基于安全势场理论的车辆跟驰模型具有良好的精度,适用于描述考虑加速度参数条件下的跟驰行为,可为今后智能网联环境下车辆微观驾驶安全决策、交通流中观安全势场分布、交通流宏观状态估计等奠定理论基础.