Simulation of Automated Vehicles in AIMSUN

Abstract

Automatiserte kjøretøy er bygget på en fremadstormende teknologi som mange forventer skal gi positive innvirkninger på transportsystemet, dette gjelder for eksempel forsinkelser, sikkerhet og effektivitet. Streng regulering og lovgivning gjør det utfordrende å teste automatiserte kjøretøy på eksisterende vegstrekninger og i vegkryss. Det er derfor viktig å teste automatiserte kjøretøy i virtuelle miljø, for å validere teknologien, kalibrere parametre, studere innvirkningene og anslå potensielle utfordringer eller begrensninger for varierende penetrasjonsgrader.

Denne oppgaven testet ti ulike automatiserte kjøretøy, differensiert av atferdsmodellering basert på deres bevegelse i lengderetning og forsiktig eller aggressiv parameterinnstillinger i simuleringsprogramvaren AIMSUN. Rammeverket for simuleringen inneholdt en flettestrekning for å studere samarbeidet mellom automatiserte kjøretøy og hvilken effekt de hadde på trafikkavviklingen. Sammensetningen av kjøretøyene i simuleringene besto av én type automatisert kjøretøy og menneskestyrte kjøretøy. Kun en type automatisert kjøretøy ble inkludert, dette fordi det er betraktelig usikkerhet knyttet til den fremtidige kjøretøyflåten som vil være basert på flere ulike systemer. To av ti automatiserte kjøretøy forbedret trafikkavviklingen i systemet og på flettestrekningen.

Vi konkluderer med at den beste måten å modellere og simulere automatiserte kjøretøy er å bruke ACC-modellen og den innebygde standardmodellen brukt for menneskelige kjøretøy, begge med den innebygde filskifte-modellen med hhv forsiktige og aggressive parameterinnstillinger.

Automated vehicles (AVs) are built on an emerging technology that many foresee will improve transportation systems in relation to delays, safety and efficiency. However, strict regulation and legislation make the testing of AVs on real-world road sections and intersections a challenge. Therefore, the simulation and testing of AVs in a virtual world are increasingly important to validate the technology, study its impacts and predict potential challenges for varying penetration rates representing the transition phase.

This research tested ten different AVs, differentiated by their behavior modeling, based on their longitudinal movement and cautious or assertive parameter settings in the simulation software AIMSUN. The simulation framework contained a merging section to study the AVs cooperation and impact on traffic efficiency. The vehicle composition for each simulation consisted of human vehicles and one AV type. Only one AV type was included, as it is considerable uncertainty related to the composition of AVs built on different systems in the future. Two out of the ten AVs improved the overall traffic efficiency in the system and bottleneck.

We conclude that the best way to model and simulate AVs is that using the ACC- and default model with the default lane-changing model provided by AIMSUN and cautious and assertive parameter settings, respectively.