自动驾驶汽车连通专用道网络设计问题研究

【目的】现有自动驾驶汽车专用道设计模型不能保证设立的专用道彼此相互连通，将导致自动驾驶汽车频繁驶入驶出专用道。这不仅增加自动驾驶汽车的走行时间，也会增加与有人驾驶车辆的相互干扰，降低整个交通系统的性能。基于此建立了一个自动驾驶汽车连通专用道网络设计模型，用于设计连通的自动驾驶汽车专用道网络，保证无人驾驶汽车只使用专用道即可完成出行。【方法】提出的自动驾驶汽车连通专用道网络设计模型是一个离散双层规划模型，上层问题以系统总出行时间最小为目标，决策在哪些路径上设置自动驾驶汽车专用道；下层问题描述自动驾驶汽车连通专用道条件下有人驾驶汽车与自动驾驶汽车的均衡配流问题。由于所提模型的特点，基于模拟退火算法设计了求解算法，并通过数值试验验证了算法的有效性。【结果】通过数值分析发现即使在自动驾驶汽车的市场占有率较低时，所提连通专用道方案仍然可以有效减少系统总出行时间。【结论】当自动驾驶汽车在市场占有绝对份额后，应设立有人驾驶汽车的连通专用道，允许自动驾驶汽车自由使用剩余车道。这样既能保证有人驾驶汽车的路权，也能充分发挥自动驾驶汽车提高道路通行能力及减少系统总出行时间的潜力。