[論文レビュー] Evaluation of Dedicated Lanes for Automated vehicles at Roundabouts with Various Flow Patterns

Amirreza Nickkar, Young-Jae Lee|arXiv (Cornell University)|Apr 9, 2019

Traffic control and management参考文献 16被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、AIMSUNおよびSIDRA Intersectionを用いた微視的シミュレーションを用いて、非均一な交通流下における円形交差点における自動運転車両（AV）専用レーンの効果を評価した。結果として、AVの浸透率が高い場合にのみ、交通性能—特に移動時間、遅滞、および列車長—が向上することが示されたが、その向上は限定的であり、低浸透率の状況では恩恵が小さいことが示された。

ABSTRACT

Autonomous vehicles (AVs) are about to be used in transportation systems in the near future. To increase the level of safety and throughput of these vehicles, dedicated lanes for AVs have been suggested in past studies as exclusive mobility infrastructure for these types of vehicles. Although these lanes can bring obvious advantages in a transportation network, overall performance of these lanes, especially in urban areas and in micro level sight, is not clear. This study aims to examine the efficiency of dedicated lanes for AVs in roundabout with an unbalanced traffic flow pattern. Four factors of travel time, delay time, speed of vehicles, and queue of vehicles have been selected as variables of traffic performance at the roundabout. Two microscopic traffic simulation software, AIMSUN and SIDRA Intersection, were used to examine the impact of the AV dedicated lanes at the roundabout. This study shows that the effects of an imbalanced traffic pattern in a roundabout are higher when the penetration rate of AVs is lower and also dedicated lanes in roundabout's leg may improve traffic performance indicators when the penetration rate of AVs is higher, but this improvement is not significant.

研究の動機と目的

• 非均一な交通流パターン下におけるAV専用レーンの円形交差点性能への影響を評価すること。
• 微視的シミュレーションを用いて移動時間、遅滞、速度、列車長などの交通性能指標を評価すること。
• AIMSUNおよびSIDRA Intersectionの2つのシミュレーションプラットフォーム間の比較を通じて、結果の一貫性と妥当性を検証すること。
• AV専用レーンが交通効率の向上をもたらすために必要なAVの浸透率の水準を特定すること。

提案手法

• AIMSUNおよびSIDRA Intersectionを用いた微視的交通シミュレーションにより、さまざまなAV浸透率下での円形交差点の運用をモデル化した。
• 特定のレーンにAV専用レーンを設けた円形交差点の配置を設計し、非均一な流量下での性能をテストした。
• 移動時間、遅滞、車両速度、列車長の4つの性能指標をシミュレーションした。
• 都市部の現実の状況を反映させるために、円形交差点の各レーンに非対称な車両分布を持つ交通流パターンを分析した。
• さまざまなAV浸透率レベルにおいて、AV専用レーン有りと無しのシナリオを比較し、性能結果を分析した。
• 統計的および視覚的分析を用いてシミュレーション出力を解釈し、性能向上の傾向を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非均一な交通流下の円形交差点において、AV専用レーンの有無が移動時間に与える影響は何か？
• RQ2 AVの浸透率が、遅滞および列車長の低減に向けたAV専用レーンの有効性に与える影響は何か？
• RQ3 どのような交通流パターン下でAV専用レーンが最も顕著な性能向上をもたらすか？
• RQ4 AIMSUNおよびSIDRA Intersectionのシミュレーション結果は、AVレーン効率の評価においてどのように比較されるか？
• RQ5 AV専用レーンの設置位置（特定のレーン上）が、全体の円形交差点性能に影響を与えるか？

主な発見

• AV専用レーンは、AVの浸透率が高い場合にのみ、交通性能—特に移動時間と遅滞—を顕著に改善する。
• 低AV浸透率の状況では、大多数の車両が人間運転であり、専用レーンを活用しないことから、専用レーンの恩恵は限定的である。
• 列車長の短縮効果は高浸透率時において顕著に現れるが、最適条件でも改善は著しくない。
• 交通分布が不均一な非対称な流れパターン下では、専用レーンの効果が顕著に現れる。
• AIMSUNおよびSIDRA Intersectionのシミュレーション結果は一貫した傾向を示しており、複数のプラットフォーム間で結果の妥当性が裏付けられた。
• 速度の向上は限定的であり、一貫した有意差は得られず、専用レーンが提示された設定下で車両速度を大幅に変化させないことが示された。