无人车对交通流的影响分析

蒋婷+李志晗

摘 要：交通拥堵问题日益严峻，无人驾驶汽车已经被提议作为一个解决方案来提高道路通行能力。文章对城市交通效率的影响因素进行分析，就无人驾驶汽车的特征优势来进行研究，探寻无人车对交通流的影响。

關键词：交通拥堵；无人驾驶汽车；道路通行能力；交通流量

前言

交通拥堵问题已愈发严峻。城市交通效率及其影响因素的分析，不仅是城市道路网络规划和设计的重要基础，也决定了城市道路建设规模、形式以及公路建设。项目可行性研究是城市道路建设的一个重要前提，和其他方面的评价提供科学的理论。

无人车中设置有车载传感器，用于感知并采集无人车周围的环境数据，车载传感器可以包括摄像头、激光雷达和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）传感器等。智能处理模块用于确定并控制无人车的运行参数如转向参数和/或速度参数等，以使无人车能够安全且可靠地在道路上行驶，智能处理模块可以包括决策模块和控制模块等。

具体的，可以获取无人车中摄像头采集的视频图像数据，激光雷达采集的点云数据，GPS传感器采集的位置数据等，并且可以获取无人车中决策模块输出的转向数据和/或速度数据以及控制模块输出的执行结果数据等。

在许多地区，交通容量受到道路条数和许多其他原因的限制，是十分有限的。无人驾驶汽车可以自动驾驶，不需要人工控制。这种车已经被提议作为一个解决方案来提高道路通行能力。无人驾驶汽车可以减小车辆间距，同时十分安全，减少交通事故的发生，从而增加道路容量。

1 影响因素分析

为了得到线路数量，峰值容量和无人驾驶车辆所占的百分比对机动车道设计通行能力的影响，我们分别对这三个因素进行分析，以得到其对应关系。由于无人驾驶汽车没有驾驶员，因此在遇到紧急情况时，驾驶员的反应时间则近似等于零；同时查阅大量资料得到无人驾驶汽车在道路上行驶时，它的平均车速比一般有人驾驶汽车快。因此，当无人驾驶车辆所占百分比提高时，道路可通行能力就会增大。与此同时，显而易见的是当道路线路数量增加时，道路可通行能力同样会增加。除这两个因素以外，我们还将该条道路是否有交叉口作为一个影响因素，当有交叉口时，道路通行能力就会降低。

车流量不仅仅取决于道路通行能力，还与其他因素有关，因此我们选取了道路所处的地理位置、路网密度、地区车辆拥有量、道路服务等级和通行时段这五个因素进行进一步分析。处于城镇的道路车流量相对会大一些，如果该道路所在位置的路网密度较大，那么它的车流量也会更大。一个地区车辆拥有量较高，道路的车流量也会相对提高。服务水平比较高以及出行高峰时段，该路段的车流量也会较大。

3 对不同路段引入无人车的分析

进行研究后得出对于不同的区域，特别是道路路网密度不同的区域，有不同的解决方案。首先，影响道路通行能力有几大因素，但是考虑到在现有道路情况下，不对道路做根本性改变的情况下，无人车的加入及占比会对道路的通行能力有着显著的影响作用。

在研究中，首先，在非常畅通的路段，当无人车的百分比小于54%时，随着无人车百分比的增加，道路的通行能力的增大速率减缓，但当无人车占比超过该点时，道路的通行能力增大速度变快，同时考虑到无人车的造价问题，说明该类型道路不适用于投入无人车。其次，在一般畅通路段，当无人车百分比在40%时，无人车对道路的通行能力影响最大，并在以后趋于平缓，对于类似路段，建议引入无人车缓解交通压力。最后一种情况则是在最易发生拥堵的路段，当无人车百分比为45%时，路段通行能力达到最大，但在之后路段通行能力略有下降，我们认为这是由于道路最大通行量限制了车流量的增大，针对该类路段，建议开设无人车道俩减缓交通压力。

通过将拥堵路段与实际地图作对照，发现车流量最大的路段普遍集中于城镇中心，特别是周边道路密度大且主干道的交叉路口处。在这些地方对无人车开设道路能够显著疏缓交通压力。

参考文献

[1]孙逢春，王震坡，王军.北京市公共汽车平均车速统计分析[J].汽车工程，2003（03）.

[2]栗雪娟.路网容量与交通流量预测算法研究[D].长安大学，2007.

[3]李家杰，郑义.影响城市道路通行能力因素分析[J].城市道桥与防洪，2006（03）：19-21+132.

作者简介：蒋婷（1995，09-），女，汉族，浙江绍兴，本科，学生，重庆邮电大学，研究方向：自动化。