宋伟亚

摘 要：未来，自动驾驶汽车逐步投入市场时会对传统的道路交通系统产生巨大的未知影响。本文通过建立基于元胞自动机且充分考虑驾驶行为的三车道自动-手动驾驶混合交通流模型，研究了不同自动驾驶比例下的混合交通流特性。

关键词：自动驾驶;混合交通流;驾驶风格

0 引言

目前，人们普遍认为自动驾驶汽车能减少交通拥堵，但从现有预测数据看，自动驾驶汽车时代的完全到来，至少在2030年以后。在此之前，其比例的逐渐增加会对交通流产生巨大的未知影响[1]。纵观国内外相关研究，基于元胞自动机且充分考虑驾驶行为的自动-手动驾驶混合交通流研究并不多。

1 自动-手动驾驶混合交通流建模

对混合交通流进行元胞自动机建模的关键是：如何对自动驾驶与手动驾驶进行区分，以展现二者对交通流影响的差异。参考现有研究，我们采用反应时间τ与驾驶风格β对二者进行区分。易知自动驾驶可准确预估其他车辆速度，而不同驾驶风格的人对速度的预估会存在差异，这里我们引入驾驶风格系数β∈（0，1），提出基于Gipps安全距离规则的“预期安全距离模型”[2-3]：

基于“预期安全距离模型”改进基础的NaSch跟驰模型与自由换道规则[3]。

1.1 跟驰模型改进

（1）确定t+1时刻的车速：

车辆n与旁车道后方车辆之间的车距大于预期安全距离才满足换道的安全条件，且换道行为具有随机性，按概率执行最终的换道。

2 仿真与结果分析

2.1 仿真设置

在充分考虑舒适性及模型对反应时间敏感性的基础上，将自动驾驶汽车的反应时间取为0.5 s;同时，参考文献将手动驾驶反应时间取为0.9 s。……