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通过自动驾驶车辆稳定交通:一种连续介质平均场博弈方法

Stabilizing Traffic via Autonomous Vehicles: A Continuum Mean Field Game Approach

Kuang Huang, Xuan Di, Qiang Du, Xi Chen

AI总结:

本文基于连续介质交通流模型,利用平均场博弈对自动驾驶车辆建模,通过线性稳定性分析和数值实验证明自动驾驶车辆能稳定交通,并量化了渗透率与控制器设计的影响。

摘要:

本文基于连续介质交通流模型,对纯自动驾驶车辆(AV)交通和混合交通提出了可扩展的交通稳定性分析。人类驾驶车辆采用非平衡交通流模型,即Aw-Rascle-Zhang(ARZ)模型进行建模,该模型是不稳定的。自动驾驶车辆采用平均场博弈进行建模,该博弈假设自动驾驶车辆是具有预见能力的理性智能体。通过线性稳定性分析和数值实验表明,自动驾驶车辆有助于稳定交通。此外,我们量化了自动驾驶车辆渗透率和控制器设计对交通稳定性的影响。研究结果可为自动驾驶车辆制造商和城市规划者提供见解。

英文摘要:

This paper presents scalable traffic stability analysis for both pure autonomous vehicle (AV) traffic and mixed traffic based on continuum traffic flow models. Human vehicles are modeled by a non-equilibrium traffic flow model, i.e., Aw-Rascle-Zhang (ARZ), which is unstable. AVs are modeled by the mean field game which assumes AVs are rational agents with anticipation capacities. It is shown from linear stability analysis and numerical experiments that AVs help stabilize the traffic. Further, we quantify the impact of AV's penetration rate and controller design on the traffic stability. The results may provide insights for AV manufacturers and city planners.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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