华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 54 ›› Issue (3): 52-64.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.250056
李安然1,2 潘芋燕3 徐震林4 高博麟2 李永行1 于洪晟5 陈艳艳1
1. 北京工业大学 城市交通学院,北京 100124;
2. 清华大学 车辆与运载学院,北京 100084;
3. 宾夕法尼亚州立大学 土木环境工程系,宾夕法尼亚州 大学公园 16802;
4. 代尔夫特理工大学 土木工程和地球科学学院,代尔夫特 2826 CN;
5. 中国铁道科学研究院集团有限公司 电子计算技术研究所,北京 100081
LI Anran1,2 PAN Yuyan3 XU Zhenlin4 GAO Bolin2 LI Yongxing1 YU Hongsheng5 CHEN Yanyan1
1. College of Metropolitan Transportation, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;
2. School of Vehicle and Mobility, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
3. Department of Civil and Environmental Engineering, Pennsylvania State University, PA 16802, USA;
4. Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Delft University of Technology, Delft 2826 CN, Netherlands;
5. Institute of Electronic Computing Technology, China Railway Science Research Institute Group Co., Ltd., Beijing 100081, China
摘要:
本研究基于Transformer提出了ST-Trans交通预测模型,并通过ST-Trans开发了用于智能网联车辆的预测性运动规划器。ST-Trans利用Transformer从动态高精度地图提供的实时车辆数据和车道段结构信息中挖掘交通时空演化规律来预测车道段的未来交通状态,并利用车道段连通性和交叉口信号相位信息进一步提升预测准确性。预测结果显示ST-Trans在平均绝对误差、均方根误差和准确率上分别比最优基准线模型高出12.2%、12.1%和3.55%。基于ST-Trans的预测结果,预测性运动规划器能显著降低运动规划任务的求解复杂度,从而快速生成能够高效通过前方路段的路径规划和速度曲线。本研究结合SUMO和CARLA对预测运动规划器进行了仿真实验,其结果表明基于ST-Trans的预测运动规划器能够实现预测性路径和速度规划,并在安全性、效率、舒适性和计算速度方面优于传统运动规划器。