17、智能交通系统中有人和无人车辆共存建模研究

智能交通系统中有人和无人车辆共存建模研究

1. 交通信号灯相位与流量计算

在交通系统中，信号灯控制着道路的通行情况。通常，相位 1 和 3 是两条道路中的一条有车辆通行的时段，而相位 2 和 4 则是用于清空交叉路口的安全时段。这种离散 Petri 网只有一种标记，意味着系统只能处于一种状态，当相应的位置被标记时，每个相位就会处于活动状态。

道路路段与交叉路口的连接方式如下：任何时刻通过交叉路口的流量，是通过将连续转换的流量乘以该路段的平均速度来计算的，而速度则由相位决定。例如，在相位 1 期间，道路 R1 的流量与没有交通信号灯时的流量相同。在相位 2 期间，流量线性下降至零，并在相位 3 和 4 保持为零。

2. 博士研究目标

本研究旨在对一个同时存在有人驾驶车辆和无人驾驶车辆的智能交通系统进行建模，以更好地理解这些车辆如何共存。认为自动驾驶车辆会像完美的人类驾驶员一样运行，这种观点有些天真。虽然自动驾驶车辆会遵守所有交通法规，不会由醉酒、困倦或正在发短信/打电话的驾驶员操作，但它仍然容易出现故障。

首先，计算机传感器/控制系统不如人类的眼睛、耳朵和大脑具有适应性。为了克服这一点，自动驾驶车辆需要严重依赖广播的信息，如道路封闭、施工、交通堵塞和事故等事件的信息，以及道路和天气状况的信息。通过可变限速和动态车道进行的动态交通控制，也需要传达给自动驾驶车辆。这些广播信息将使自动驾驶车辆的运行更接近完美的人类驾驶员。

其次，自动驾驶车辆控制在面对各种不确定状态时缺乏反应能力，例如当广播数据因故障或恶意攻击而损坏或不可用时。本博士研究将对自动驾驶车辆在这种非确定性情况下的鲁棒性进行建模和研究。

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