考虑货车影响的匝道合流区车辆微观换道行为建模

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第3期北京时间：

作者：龙科军, 寇诗雨, 邢璐, 高志波, 唐幼仪, 费怡

单位：1. 长沙理工大学，a.交通运输工程学院，b.智能道路与车路协同湖南省重点实验室，长沙410114；2. 清华大学，自动化系，北京100084

摘要：为精确刻画匝道合流区客货混行条件下的车辆微观换道行为，本文以量化客货交互为切入点，构建并验证考虑货车影响的微观换道模型。首先，引入“压迫”概念，构建改进Morse势函数模型描述周边货车行驶对小汽车横纵驾驶行为产生的“压迫”影响；随后，分析小汽车换道过程中的横纵向“压迫”变化，提出一种考虑货车“压迫”影响的车辆换道决策模型(Modified Morse-Based Lane-Changing model, MMBLC)；最后，基于实测轨迹数据进行数值仿真，验证模型的稳定性与有效性，并进一步利用Python与SUMO(Simulation of Urban Mobility)联合仿真，对比MMBLC模型和现有换道模型在交通流中的表现。结果表明：在稳定性分析中，MMBLC模型对交通流的影响更小，恢复稳定的速度更快；在货车占比30%和交通量3600veh·h-1的主路3车道客货混行匝道合流区中，MMBLC模型相比LC2013和MOBIL(Model of Optimal Control Based on Interacting Trajectories)模型，换道成功率分别提高11.9%和53.1%，危险场景占比分别降低10.5%和52.8%。

关键词：交通工程,换道模型,分子动力学,客货混行,货车压迫,匝道合流区

基金资助：国家自然科学基金(52172313)；中国博士后科学基金面上项目(2023M731962)；湖南省“三尖”创新人才工程项目(2023RC3143)。