عنوان مقاله:
تأثیر خط اختصاصی وسیله نقلیه متصل و مستقل بر کارایی ترافیک آزادراه
Impact of connected and autonomous vehicle dedicated lane on the freeway traffic efficiency
سال انتشار: 2022
رشته: مهندسی عمران - مهندسی کامپیوتر
گرایش: هوش مصنوعی - سازه
دانلود رایگان این مقاله:
دانلود مقاله خط اختصاصی خودرو خودران
مشاهده سایر مقالات جدید:
Numerical analysis
Experiment settings
The numerical experiments are set up as follows:
(a)
Lane configurations
Three types of freeway segments, i.e., 2 lanes, 3 lanes, and 4 lanes in one direction, are tested. Table 3 shows the detailed lane configurations in each testing scenario.
(b)
Headway distribution
Table 2 indicates that the existing studies have adopted different headway distributions including fixed-value distribution, uniform distribution, and Gaussian distribution. Obviously, the former two distributions are mostly discussed. Although the fixed-value distribution ignores the heterogeneities of different vehicles, it takes advantage of a simple and fast calculation. The uniform distribution exhibits the heterogeneities to some extent but increases the computational efforts. Since the proposed methods use the average headways, the fixed-value distribution seems more suitable and convenient. Referring to Table 2, four types of headways have been valued in the following ranges respectively: ℎ𝐶𝐶∈[0.3,3.0] s, ℎ𝐶𝐻∈[0.5,3.0] s, ℎ𝐻𝐶∈[0.8,2.2] s, and ℎ𝐻𝐻∈[0.7,2.4] s. This study also selects the fixed values of average headways from these value ranges. Most studies in Table 2 assume that HVs maintain the same average headway either following another HV or a CAV. And this study adopts the same assumption, i.e.,ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻. Besides, it is assumed that the average time headway between two CAVs is the shortest among the four types of car-following behaviors. There will be an increase in the average time headway when CAV follows an HV. And two possibilities of the increase will be explored. One possibility is that the increase is not that large and ℎ𝐶𝐻 is still smaller than ℎ𝐻𝐻. Another possibility is ℎ𝐶𝐻 grows over ℎ𝐻𝐻. Accordingly, there will be four kinds of CAV driving modes which are named as aggressive mode, neutral mode, conservative mode, and safe mode. In the former three modes, the relationship among different types of average headways is that ℎ𝐶𝐶<ℎ𝐶𝐻<ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻. In the safe mode, the relationship is ℎ𝐶𝐶<ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻<ℎ𝐶𝐻. The average time headways in each mode are valued as follows:
①
Aggressive mode, where ℎ𝐶𝐶=0.8𝑠, ℎ𝐶𝐻=1.2𝑠, ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻=2.0𝑠;
②
Neutral mode, where ℎ𝐶𝐶=1.0𝑠, ℎ𝐶𝐻=1.5𝑠, ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻=2.0𝑠;
③
Conservative mode, where ℎ𝐶𝐶=1.5𝑠, ℎ𝐶𝐻=1.8𝑠, ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻=2.0𝑠;
④
Safe mode, where ℎ𝐶𝐶=1.5𝑠, ℎ𝐶𝐻=2.4𝑠, ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻=2.0𝑠.
(iii)
MPR of CAVs in a lane and in a segment
It could be imagined that CAVs will be introduced into the market gradually. In this light, this study set the MPR of CAVs as 1%, 5%, 10%, and then, increasing with 10% step to 100%. There are two kinds of MPRs in this study. One is defined as the MPR of CAVs in a lane (𝑝𝐶), and the other is named as the MPR of CAVs in a segment (𝑃𝐶𝐴𝑉). A freeway segment is made up of several lanes. If the traffic is uniformly distributed across the lanes in a segment, then 𝑃𝐶𝐴𝑉 equals to 𝑝𝐶. Otherwise, 𝑃𝐶𝐴𝑉 is valued as before, while 𝑝𝐶 has to be recalculated according to the DL access control policy and the traffic distribution across different lanes as the following Eq. (11).
(دقت کنید که این بخش از متن، با استفاده از گوگل ترنسلیت ترجمه شده و توسط مترجمین سایت ای ترجمه، ترجمه نشده است و صرفا جهت آشنایی شما با متن میباشد.)
تحلیل عددی
تنظیمات آزمایش
آزمایش های عددی به صورت زیر تنظیم می شوند:
(آ)
تنظیمات خطوط
سه نوع قطعه آزادراه، یعنی 2 خط، 3 خط و 4 خط در یک جهت، آزمایش می شوند. جدول 3 پیکربندی دقیق خطوط را در هر سناریو آزمایش نشان می دهد.
(ب)
توزیع پیشرو
جدول 2 نشان می دهد که مطالعات موجود توزیع های پیشروی متفاوتی از جمله توزیع با ارزش ثابت، توزیع یکنواخت و توزیع گاوسی را اتخاذ کرده اند. بدیهی است که دو توزیع قبلی بیشتر مورد بحث قرار می گیرند. اگرچه توزیع ارزش ثابت ناهمگونی های وسایل نقلیه مختلف را نادیده می گیرد، اما از یک محاسبه ساده و سریع بهره می برد. توزیع یکنواخت تا حدی ناهمگونی ها را نشان می دهد اما تلاش های محاسباتی را افزایش می دهد. از آنجایی که روش های پیشنهادی از میانگین پیشرفت استفاده می کنند، توزیع ارزش ثابت مناسب تر و راحت تر به نظر می رسد. با مراجعه به جدول 2، چهار نوع پیشروی به ترتیب در محدوده های زیر ارزش گذاری شده اند: ℎ𝐶𝐶∈[0.3,3.0] s، ℎ𝐶 ,2.4] s. این مطالعه همچنین مقادیر ثابت میانگین پیشرفت را از این محدوده‌های ارزشی انتخاب می‌کند. اکثر مطالعات در جدول 2 فرض می کنند که HV ها به دنبال یک HV دیگر یا یک CAV، همان پیشرفت متوسط را حفظ می کنند. و این مطالعه همان فرض را اتخاذ می کند، یعنی ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻. علاوه بر این، فرض بر این است که میانگین زمان پیشرفت بین دو CAV کوتاه‌ترین در میان چهار نوع رفتار دنبال‌کردن خودرو است. هنگامی که CAV از HV پیروی می کند، میانگین زمان پیشرفت افزایش می یابد. و دو احتمال افزایش بررسی خواهد شد. یک احتمال این است که افزایش آنچنان زیاد نباشد و ℎ𝐶𝐻 همچنان کوچکتر از ℎ𝐻𝐻 باشد. احتمال دیگر این است که ℎ𝐶𝐻 بیش از ℎ𝐻𝐻 رشد کند. بر این اساس، چهار نوع حالت رانندگی CAV وجود خواهد داشت که به عنوان حالت تهاجمی، حالت خنثی، حالت محافظه کارانه و حالت ایمن نام گذاری می شوند. در سه حالت قبلی، رابطه بین انواع مختلف پیشرفت متوسط به این صورت است که ℎ𝐶𝐶<ℎ𝐶𝐻<ℎ𝐻𝐶=ℎ در حالت امن، رابطه ℎ𝐶𝐶<ℎ𝐻𝐶=ℎ𝐻𝐻<ℎ𝐶𝐻 است. میانگین زمان پیشرفت در هر حالت به صورت زیر ارزیابی می شود:
①
حالت تهاجمی، که در آن ℎ𝐶𝐶=0.8𝑠، ℎ𝐶𝐻=1.2𝑠، ℎ𝐻𝐶=ℎ
②
حالت خنثی، که در آن ℎ𝐶𝐶=1.0𝑠، ℎ𝐶𝐻=1.5𝑠، ℎ𝐻𝐶=ℎ
③
حالت محافظه کارانه، که در آن ℎ𝐶𝐶=1.5𝑠، ℎ𝐶𝐻=1.8𝑠، ℎ𝐻𝐶=ℎ
④
حالت ایمن، که در آن ℎ𝐶𝐶=1.5𝑠، ℎ𝐶𝐻=2.4𝑠، ℎ𝐻𝐶=ℎ
(iii)
MPR CAVها در یک خط و در یک بخش
