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1、第26卷第3期西华大学学报·自然科学版2007年5月Vol126,No13JournalofXihuaUniversity·NaturalScienceMay2007文章编号:16732159X(2007)0320035206高速公路车道变换仿真模型陈斌,郭远辉(四川交通职业技术学院交通运输与安全研究所)摘要:针对高速公路车道变换行为,在采集现场信息和试验数据基础上,引入智能主体技术,建立了高速公路车道变换模型,着重构造了时间规则、空间规则、状态规则和主观意愿规则。通过AID2Simulation系统进行仿真,展示了车道变换过程
2、;进行了车道变换实测检验。结果表明:当四车道高速公路交通量为3010～4872veh/h时,模型的准确率达到了94127%。关键词:交通仿真;车道变换;规则;仿真模型+中图分类号:U4911223文献标识码:A仿真技术应用于交通运输领域的主要目的是优执行该动作。化交通规划、设计、施工方案,描述交通现象,并可为[1]ITS系统建设、集成服务。高速公路车道变换仿真模型的研究属于微观仿真模型范畴,是车辆行为模型的重要组成部分。当前,国内外还没有针对高速公路在意外交通事件条件下研究车道变换仿真研图1仿真模型原理示意图[2]究的先例,因此
3、,研究该问题可为开发仿真平台提供理论支持。112VA的元组结构作为用来描述一个具有自适应、自治能力的硬在智能主体的形式化过程中,认为智能主体的[3]件、软件或其它任何自然物和人造物,智能主体思维包含了信念、愿望和意图三个属性,这里简称为具备感知、决策和执行的能力,表现出智能的特性。BDI属性。BDI计算逻辑模型的本质是要解决智能文献[4]已就车辆行为与智能主体的联系进行了分主体如何确定自己的目标以及实现该目标。因此,析,论证了在车辆行为模型中运用智能主体的可行在111所描述的模型框架之下,研究构造了VA的性。本文则利用智能主体理
4、论,就高速公路车道变元组结构为换模型的建立进行描述。M=(1)1仿真模型的框架与车辆主体的结构式中,B为信念模型;D为愿望模型;I为意图模型或队列集合。既然构造了一个包含VA结构特征111仿真模型框架结合车辆行为与智能主体的联系,建立的基于的M元组,那么就有必要对该M元组的具体表达进行详细的分解。为了规范,在对其研究的过程中Agent的车道变换仿真模型框架如图1所示。图1分别简称为信念模型、愿望模型和意图模型。中,单一车辆及其驾驶员被当作一个Vehicle2Agent(以下简称VA),整个系统的工作原理可表达为:当
5、2车道变换的BDI架构前VA通过感知环境的变化,在与其它VA通信和211车道变换的信念(B)信息交流的基础上,利用一系列的决策过程,得到需该VA的信念模型由该VA所处的外部环境要进行车道变换与否的结论,并在需要变换车道时E、自身信息S和相关信息A的描述组成。可表达收稿日期:2006212205基金项目:四川省交通厅科技项目(No1200320710A)作者简介:陈斌(19732),男,四川中江人,副教授,高级工程师,博士,主要从事交通运输与安全方向的研究工作。36西华大学学报·自然科学版2007年为向加速度、速度和位置坐标。通常
6、在纵向,当前VAB=(2)与相邻车道前方的VA之间符合车辆跟驰的运行特式(2)完成的任务是对当前VA进行信息收集,点。若定义Df为车辆自由行使的临界车头间距,其形成信念的集合。纵向运行还要分两种情况考虑,一是当前VA自由调查分析表明,VA进行车道变换与否与车道加速变换车道,二是跟驰行驶变换车道。因此,可建变换的具体执行通常与以下信念的集合密切相关:立I模型为1)广义上的道路交通环境,如所处车道、交通流量大log=〈D2,1(m,n+1,t),Df〉小、交通组成、道路交通工程设施等。2)自身与交通I=〈log,a,θ
7、〉=a=〈ac,af〉(4)关联信息,如自身的加速度、速度、位置坐标,驾驶员θ=〈XÛ(n+1,t),C〉的年龄、驾龄、性别、激进性,车辆本身的状况(车辆式中,log表达了D2,1(m,n+1,t)(参见图2)类型、行驶里程、使用年限、动力性能等)。3)其它与Df的大小逻辑关系,若D2,1(m,n+1,t)>Df,VA的基本属性,如当前车道的前后VA、相邻车道执行af,否则执行ac;Df为自由行驶的临界车头间的前后VA的静态属性和动态的加速度、速度与位距,取值为6s车头时距;ac为当前VA以前方的置坐标,驾驶员的特征等。VA为目
8、标进行跟驰行驶的加速度响应;af为自由212车道变换的愿望(D)行驶时VA的加速度;θ为转向角(转向角度为当前作为构建模型的基础,分析车道变换行为并了VA速度的函数,在时间规则中有详细描述);XÛ(n解车道变换的原因非常重要。为此,采用随机抽样+1,t)为VA在
