交叉口是城市道路网的咽喉，是交通堵塞和事故的多发地。因此，解决城市交叉口的交通拥堵及安全问题是解决城市交通拥堵问题的重要环节。本书以交叉口为研究对象，从车辆行驶轨迹、交叉口可变车道和交通信号灯控制等角度出发，深入系统探讨了智能网联环境下的交叉口车路协同控制方法等问题。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 2
1.3 国内外研究现状 3
1.4 本书主要内容 8
1.5 章节结构 10
参考文献 11
第2章 信号交叉口自动驾驶车速控制方法 16
2.1 信号交叉口的交通流特性 16
2.2 基于交通波理论的信号交叉口排队长度预测 19
2.2.1 交通波理论 19
2.2.2 信号交叉口排队长度预测 20
2.3 单点信号交叉口的自动驾驶车速控制方法 22
2.3.1 车速控制系统架构 22
2.3.2 车速控制方法 23
2.3.3 目标车速的确定及速度调整方法 26
2.4 连续信号交叉口的自动驾驶车速控制方法 29
2.4.1 车速控制系统架构 29
2.4.2 车速控制方法 31
2.4.3 车速调整方法 34
2.5 基于多智能体的信号交叉口仿真环境搭建及仿真分析 37
2.5.1 道路和交叉口 39
2.5.2 车辆智能体 40
2.5.3 仿真场景标定 40
2.5.4 实时信息的采集 42
2.5.5 仿真实验及结果分析 43
参考文献 56
第3章 单点信号交叉口可变车道设计及交通信号协同优化方法 58
3.1 可变导向车道及信号自适应设计 58
3.1.1 可变导向车道设置条件分析 59
3.1.2 交叉口信号自适应设计 60
3.2 可变车道及信号配时协同控制优化模型 65
3.2.1 问题场景 65
3.2.2 变量定义 67
3.2.3 目标函数 68
3.2.4 约束条件 70
3.2.5 动态优化 72
3.2.6 模型求解 75
3.3 基于多智能体的仿真环境搭建及仿真分析 82
3.3.1 道路和交叉口 83
3.3.2 车辆智能体 83
3.3.3 仿真场景标定 84
3.3.4 实时信息的采集 85
3.3.5 仿真实验及结果分析 86
参考文献 92
第4章 连续信号交叉口可变车道设计及交通信号协同优化方法 94
4.1 问题场景 95
4.2 信号交叉口智能体控制逻辑 97
4.3 车路协同信息采集处理 98
4.3.1 车辆运动数据 98
4.3.2 信号灯数据 99
4.3.3 可变车道状态数据 101
4.4 可变车道切换逻辑 102
4.4.1 同步式切换逻辑 102
4.4.2 异步式切换逻辑 102
4.5 奖励函数设计 104
4.6 智能体控制策略 104
4.7 基于 SUMO的仿真环境搭建及仿真分析 106
4.7.1 仿真平台搭建 107
4.7.2 奖励函数设计仿真实验及结果分析 108
4.7.3 车流量对奖励函数的影响分析 112
4.7.4 仿真实验及结果分析 116参考文献 119
第5章 无信号交叉口混行车辆博弈通行决策建模及分析 121
5.1 车辆冲突界定及参数选取 121
5.1.1 冲突界定 122
5.1.2 参数选取 123
5.1.3 驾驶风格 124
5.2 博弈论理论基础 124
5.2.1 基本要素 125
5.2.2 博弈分类 125
5.2.3 纳什均衡 126
5.2.4 相关均衡 126
5.3 博弈通行效用函数 127
5.3.1 行车安全效用 127
5.3.2 行车效率效用 128
5.4 驾驶员危险感知可接受水平分析 128
5.4.1 危险感知量化 128
5.4.2 危险感知的可接受水平 129
5.5 仿真实验及结果分析 130
5.5.1 无信号交叉口物理环境 130
5.5.2 车辆通行决策博弈过程算法 131
5.5.3 混行车辆间的博弈决策分析 132
参考文献 141
第6章 无信号交叉口混行车辆协同通行方法 142
6.1 交叉口协同通行条件 142
6.1.1 耦合时空约束 142
6.1.2 协同避撞条件 145
6.1.3 协同通行准则 146
6.2 网联人工驾驶车辆通行的不确定性分析 148
6.2.1 单位距离形成时间分布拟合 149
6.2.2 车头时距分布拟合 151
6.2.3 不确定性分析 153
6.3 车辆通行次序优化 157
6.4 仿真实验及结果分析 159
6.4.1 不同通行方法效果对比 159
6.4.2 混行渗透率对协同通行的影响 162
参考文献 164
第7章 交叉口连接段网联自动驾驶车辆轨迹优化方法 166
7.1 优化目标与约束 167
7.2 轨迹优化模型求解 168
7.3 考虑约束影响下的轨迹调整 170
7.3.1 速度非负约束影响 170
7.3.2 跟驰约束影响 171
7.4 仿真实验及结果分析 173
参考文献 176
第8章 交叉口连接段网联人工驾驶车辆轨迹引导方法 178
8.1 不同引导指令的加速度分布 178
8.2 基于轨迹预测控制的引导方案 182
8.3 仿真实验及结果分析 184
8.3.1 不同轨迹引导指令下的加速度分布确定 184
8.3.2 轨迹引导参数敏感性分析 186
8.3.3 不同参数下的轨迹引导效果 188
参考文献 189
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