基于元胞自动机的激进型驾驶行为换道模型

丁深圳，杨晓芳，王百里

(上海理工大学 交通工程系，上海 200093)

基于元胞自动机的激进型驾驶行为换道模型

丁深圳，杨晓芳，王百里

(上海理工大学 交通工程系，上海 200093)

为研究实际高速路激进型驾驶行为对交通流的影响，对NGSIM中80号州际公路(I80)数据进行分析。通过对数据中车头间距、车辆换道等参数的分析，提出了针对激进型驾驶行为的换道模型。运用元胞自动机，在单车道VDR模型和双车道STCA模型基础之上采用动态换道概率并建立了ISTCA模型。通过对不同道路密度条件下换道行为进行模拟仿真，并与STCA模型进行对比分析。仿真分析表明，在一定密度范围内，ISTCA模型能有效提高道路的通行能力。

交通工程；激进型驾驶行为；元胞自动机；换道模型；双车道

驾驶员的驾驶行为研究作为一个复杂的过程，近年来受到学者们的广泛关注。基于元胞自动机的驾驶行为研究主要分为跟驰行为和换道行为两部分。其中，具有代表性的有Nagel和Schreckenberg提出的NaSch模型[1]和Wolf等人提出的STCA换道模型[2]。NaSch模型为单车道跟驰模型，属于可描述道路交通流基本特征的最小化模型。基于NaSch模型，人们提出了诸多改进模型。例如，为体现亚稳态和回滞现象所提出的TT(Takayasu-Takayasu)模型、Benjamin，Johnson和Hui(BJH)模型以及Barlovic等人提出了依赖于速度的随机慢化模型[3-5]。然而在实际交通中，换道超车现象普遍存在，为模拟更加切合实际的交通，Wolf等人提出了双车道元胞自动机模型(Symmetric Two-lane Cellular Automata，STCA)，该模型把车辆分为快车和慢车两类，从对称性和非对称性换道两个方面进行研究发现，非对称性换道模型更有利于保障快车速度收益[2]。……