面向出口匝道分流的协同换道策略研究

【目的】提高网联高速出口匝道路段通行效率，降低交通事故风险，保障分流车辆通行秩序。【方法】针对出口匝道上游智能网联车辆（connected automated vehicle,CAV）的换道行为所导致的交通紊乱问题，提出一种协同换道策略。兼顾通行效率和舒适度，以研究时段内所有CAV平均速度、平均加速度变化率的加权和最小为目标，以速度、加速度、加速度振动、换道起点与分流点的纵向距离等为约束，构建CAV动态速度协同优化模型，有计划地优化每个时段每辆CAV的速度。采用Gurobi优化器求解协同控制模型，并使用SUMO软件建立仿真场景评估协同控制效果。【结果】与无控制情形相比，所提出的协同方法在不同总流量和分流比例下能使车辆平均速度最高提高17.7%，总延误降低75.9%以上，平均加速度变化率改善9.3%以上；当分流比例一定时，一定总流量情况下，总流量越高平均速度、平均加速度变化率改善效果越好；在安全换道所要求的最小纵向距离约束下，出口匝道路段通行效率最高。【结论】在不同总流量和分流比例下，协同策略可为换道车辆创造换道间隙，改善通行效率，提高乘客舒适度。