车辆交通安全论文提纲

关键词： 换道 微观 车辆 模型

论文题目：交通仿真中的车辆安全换道模型研究与应用

摘要：当前,微观交通仿真存在一些较为普遍的问题。一是当前的微观交通仿真系统中采用的车辆换道模型仍较为简单,无法体现出城市交通流的主要特征;二是当前的仿真系统采用的车辆换道模型缺少对安全驾驶行为的考虑,仿真过程中易发生车辆碰撞的现象;三是当前的仿真系统采用的车辆换道模型未明显区分临近交叉口的路段与普通的路段之间的换道规则,导致仿真的真实性较为缺乏。故本论文以车辆换道模型为核心,对混合交通流下的车辆安全换道模型进行了研究,并应用于自主研发的城市微观交通仿真系统之上。论文的主要工作如下:（1）本文提出了一种混合交通流在通用车道场景下的车辆安全换道模型。该模型针对当前微观交通仿真系统中车辆换道模型简单,无法体现交通流特性,以及车辆换道模型缺乏对安全性的关注等问题,采用基于元胞自动机模型的改进算法,考虑车辆类型、内外道通行能力、驾驶员类型、安全性等因素,实现了仿真车辆能够安全、准确换道的效果。并且通过仿真实验,证明了该模型能够体现出道路交通流的主要特征;将改进前后的模型分别实验并与NGSIM数据集中的真实数据进行对比,结果显示采用改进后的模型的仿真交通流与实际交通流的流量误差为4.28%,换道次数误差为3.31%,相较于改进前的模型,准确性（有效性）明显提高。（2）本文提出了一种临近交叉口路段场景下的车辆安全换道模型。针对当前仿真系统中车辆换道模型没有明显区分普通路段和临近交叉口路段之间的换道规则,导致仿真的准确性较差的问题,采用基于元胞自动机的改进算法,考虑车辆坐标、车道设置等因素,实现了仿真车辆在临近交叉口路段安全、准确换道的效果。并且通过仿真实验,证明该模型能够体现出临近交叉口路段的车流特征,并利用Sumo进行同场景下的对比实验,得到换道次数误差为5.4%,相较于改进前的模型,准确性（有效性）有所提高。（3）本文设计并实现了一套城市微观交通仿真原型系统。该系统采用分层设计,自底向上为交通仿真引擎、交通仿真业务系统平台、交通仿真前端。交通仿真引擎作为系统的核心层次,采用了本文所提出的车辆换道模型,负责提供具体的交通仿真功能,除此之外,该系统还提供诸如自定义数据提交、仿真模型修改、仿真结果分析、仿真数据存储、仿真引擎模块管理、用户管理等其他功能,并通过测试证明了该系统的可用性。

关键词：车辆换道模型;交通仿真;元胞自动机;混合交通流;仿真系统

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究工作背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 车辆换道模型研究现状

1.2.2 元胞自动机模型研究现状

1.3 主要工作与贡献

1.4 章节安排

第二章 相关工作基础

2.1 微观交通仿真常见概念

2.1.1 交通流基本概念

2.1.2 交通流模型

2.2 车辆换道模型

2.3 元胞自动机

2.3.1 元胞自动机基本概念

2.3.2 NaSch模型

2.4 实验软件介绍

2.5 系统开发技术

2.6 本章小结

第三章 通用路段场景下的车辆安全换道模型研究

3.1 引言

3.2 模型设计

3.2.1 模型描述

3.2.2 仿真参数说明

3.2.3 元胞自动机邻居模型

3.2.4 元胞自动机演化规则

3.3 模型仿真算法及流程

3.4 仿真结果分析与评价

3.4.1 模型合理性验证

3.4.2 基于Sumo的有效性验证

3.4.3 基于NGSIM的有效性验证

3.5 本章小结

第四章 临近交叉口的车辆安全换道模型研究

4.1 引言

4.2 模型设计

4.2.1 模型描述

4.2.2 仿真参数说明

4.2.3 元胞自动机演化规则

4.3 模型仿真算法及流程

4.4 仿真结果分析与评价

4.4.1 基于信号灯的模型合理性验证

4.4.2 基于Sumo的模型有效性验证

4.5 本章小结

第五章 城市微观交通仿真原型系统的设计与实现

5.1 需求分析与设计目标

5.1.1 系统概述

5.1.2 应用场景分析

5.1.3 功能需求分析

5.1.4 系统设计原则

5.2 总体架构设计

5.3 数据库设计与实现

5.3.1 概念结构设计

5.3.2 物理结构设计

5.3.3 非关系型数据库设计

5.4 子系统及功能模块设计与实现

5.4.1 仿真引擎子系统设计与实现

5.4.2 后端服务器子系统设计与实现

5.5 系统测试

5.5.1 测试内容及流程

5.5.2 测试用例

5.5.3 测试结果

5.6 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献