自动驾驶车辆换道决策行为分析及分子动力学建模

针对自动驾驶车辆的换道决策行为,首先基于分子动力学理论研究了车辆的微观换道行为,在对换道意图进行客观性量化的基础上,进一步引入车辆间的相互作用势建立了换道决策行为的分子动力学模型。然后,系统分析了车辆换道初始时刻与换道完成时刻的关系以及车辆换道的动态影响因素,探究了微观车辆的换道行为对宏观车流的影响。最后,使用SUMO软件将SL2015换道模型与分子动力学换道模型进行仿真对比分析。结果表明,分子动力学换道模型具有较好的安全性、稳定性和实用性;本文自动驾驶车辆换道决策行为的分子动力学建模综合考虑了交通场景中的动态影响因素,能够更客观、合理地展现自动驾驶车辆的换道行为特性。     

基于模糊逻辑的高速公路微观换道行为

为深入研究高速公路微观换道行为的决策过程,提高高速公路换道模型的真实性和有效性,将任意换道行为分为向左侧换道行为和向右侧换道行为,引入驾驶员性格影响因子和车辆类型参数,基于模糊逻辑推理构建任意性换道行为模型;同时,为增强换道行为的动态效果,构建高速公路自由状态下车速控制模型和跟车行为模型.仿真结果显示该任意性换道模型具有较好的真实性和有效性,表明向左侧换道行为模型和向右侧换道行为模型能准确反映高速公路微观换道行为的决策过程.     

高速公路施工区车辆强制换道耗时生存模型

为研究高速公路施工区车辆强制换道行为及其影响因素,采用生存分析中的半参数分析方法建立强制换道耗时的乘法风险率模型.通过无人机拍摄采集高速公路施工区的车辆换道耗时及其影响因素数据,最终确立换道耗时Cox比例风险模型,对换道耗时数据进行Cox回归建模分析.结果表明:近77%的换道车辆在10 s内完成换道;小型车和中型车经养护施工区的换道耗时未发现显著性差别;对于相同的换道耗时,平峰期的累积生存率明显低于高峰期和过渡时期,而高峰期的累积生存率最高.建立的强制换道耗时生存模型可有效的定量分析车型和交通时段对高速公路施工区车辆换道行为的影响,可为高速公路施工区交通管理控制及车辆换道行为建模及仿真奠定一定的理论基础.     

车辆安全换道分析

通过分析换道时车辆的运动关系,使用最小安全距离作为安全换道的指标,并将安全车距的计算与车辆的当前速度,到达临界碰撞点的时间,两车的相对速度、加速度关联起来,研究了车辆碰撞的条件,给出了换道最小安全距离的计算方法,并进行了仿真与分析。本文的研究结果为下一步的自动换道辅助系统和自动超车辅助系统的研究奠定了理论基础。     

基于混合交通流的车辆换道行为

采用元胞自动机模型研究了城市交通中车辆的换道行为。在模拟非对称换道规则下混合交通流中的车辆换道行为中,通过增加公交车影响因子这一换道动机,分析了公交车对社会车辆换道行为的影响。分析结果表明:公交车的存在增加了车流中车辆的换道概率,且当道路处于中低密度状态时,社会车辆换道概率随公交车比例上升而增加,相应路段平均车速降低。在考虑了公交车影响因子后发现,公交车影响因子的存在会明显降低车辆换道概率。     

基于GS-AdaBoost优化模型的隧道入口车辆换道行为预测

准确估计隧道入口车辆行为对于提高隧道行车安全与效率具有重要意义.现有车辆行为预测较少考虑车辆之间的交互信息,且车辆运动数据往往存在特征条件多等问题,难以应用于存在强交互的密集交通流场景.基于此,对隧道入口车辆换道特性进行分析,并提出一种车辆换道行为预测的模型优选超参数优化方法.首先,基于车辆轨迹数据,从换道位置和持续时间角度进行小轿车和货车换道特性分析;然后,遴选含3 570个样本的轨迹数据,进行描述性统计,并对车辆换道行为进行分类,标记出向左和向右换道样本2 265、1 305组;最后,针对经典逻辑回归和机器学习方法局部最小化以及过拟合问题,优选出Adaboost换道预测模型,采用网格搜索(Grid Search, GS)超参数优化方法实现超参数自动寻优,提出一种GS-AdaBoost优化模型的车辆换道意图预测方法.结果显示：与经典DT(Decision Tree, DT)换道预测模型相比,GS-AdaBoost优化在模型精确率(Precision)、召回率(Recall)、准确率(Accuracy)、F1值(F1score)、特异度(Specificity)方面分别提升了6.18%...     

采用梯度提升决策树的车辆换道融合决策模型

车辆在执行换道行为时,由于受到较多环境因素影响,难以准确进行换道识别和预测. 为解决这一问题,提出一种基于梯度提升决策树（GBDT）进行特征变换的融合换道决策模型,以仿真驾驶员在高速公路上自由换道时的决策行为. 采用主体车辆与目标车道后车的碰撞时间 t_lag 及车辆周围交通状态变量进行车辆换道行为的建模分析,在NGSIM数据集上对建立的融合换道决策模型进行参数标定和模型测试. 实验结果表明：融合换道决策模型以95.45%的预测准确率超越支持向量机、随机森林和GBDT等单一的换道决策模型,获得了最突出的表现. 变量分析结果表明：新引入的换道决策变量 t_lag 对车辆换道行为具有重要影响. 提出的融合换道决策模型能够进一步减少因换道决策误判而导致的交通事故.     

基于车辆运行特性的高速公路养护施工区行车风险分析

施工区造成高速公路行车环境突变,严重影响行车安全.考虑行车环境的复杂性和车辆运行的特殊性,分析高速公路养护施工区车辆合流、跟驰及分流行驶状态;根据车辆运动规律,分析这些过程中的强制变换车道风险和跟驰风险;确定高速公路养护施工区避免冲突风险的约束条件,为降低养护施工区行车风险提供依据.     

基于FCM的驾驶行为险态辨识模型

为实现险性驾驶行为的有效辨识,以事故发生概率为依据,在对驾驶行为状态予以险态分级的前提下,采用单因子方差分析进行险态辨识主因子析取,并基于模糊C均值聚类法构建了险态行为辨识模型。最后,结合实例对模型予以试算,并采用样本回代对模型进行了验证。结果表明,模型误差率为2.5%。     

基于驾驶意图识别的混合动力汽车控制策略

确定了驾驶意图识别的参数,并建立了识别参数的隶属函数和模糊推理规则,通过模糊推理来识别驾驶意图。根据驾驶意图的识别结果制定了相应的整车控制策略,并进行了仿真分析。从仿真结果可以看出,模糊推理系统可以很好地识别驾驶意图,证明了基于驾驶意图识别的控制策略可以进一步提高混合动力汽车燃油经济性。     

基于风险预测的自动驾驶车辆行为决策模型

为了解决人工与自动驾驶汽车混行环境下无信号交叉口的通行权分配问题,提出基于驾驶员行为预测的自动驾驶汽车行为决策模型.利用模糊逻辑方法构建驾驶员的风险感知模型.基于风险均衡理论,结合可接受风险区间,预测人工驾驶汽车的行为选择策略.构建自动驾驶汽车的综合效用函数,利用博弈论求解最优行为策略组合,实现无信号交叉口车辆协同控制.仿真结果表明,面对异质驾驶员,自动驾驶汽车能够有效避免碰撞事故发生并提高自动驾驶汽车通过无信号交叉口的效率,保证驾驶员风险感知值处于可接受范围.在15组实验中,有93.3%的实验组能够保证车辆通过冲突点的时间差大于可接受的安全通行间隔时间,不同情景下自动驾驶汽车的通行时间是自由流状态的1.07～2.43倍.与无预测自私博弈模型的对比实验表明,所提模型能够显著提升自动驾驶汽车的通行效率.     

车辆运行风险贝叶斯网络量化分级方法

为评估自然驾驶过程中车辆运行存在的交通风险,采用贝叶斯网络对车辆运行风险进行量化研究. 首先开展自然驾驶试验,获取车辆距离控制指标、加速度、方向盘转向熵车辆控制数据及驾驶人视线转移时间、扫视速度、眨眼频率眼动数据. 然后,分析了各项指标的风险概率,确定各项指标阈值对应风险等级. 最后,构建了基于贝叶斯网络的车辆运行风险评估模型,给出了风险量化分级方法,确定了车辆运行风险等级,并对模型进行了敏感性分析. 结果表明:基于车辆控制和眼动表征的贝叶斯网络模型能够有效地对驾驶过程中车辆运行风险进行定量评估. 研究结果可评估自然驾驶过程中的车辆运行风险,并为运行风险进行量化分级.     

基于风险权重的信息安全评估模型的研究

提出一种新的信息安全评估模型.该模型引入了风险权重概念,对潜在的风险因素进行分级量化,有效消除主观评价和不确定性因素对评估结果的影响.相对于已有评估模型,该模型评价指标简明清晰、评价步骤简洁规范、量化标准统一,具有良好的操作性和实用性,便于对各种信息系统进行快速评估.     

弯坡组合路段追尾事故风险评估与影响因素分析

为解决山区路段追尾事故频发的问题,基于交通冲突技术对弯坡组合路段车辆追尾事故风险进行评估,并对追尾冲突的影响因素进行识别。通过无人机航拍、雷达测速等调查手段对车辆轨迹与交通流数据进行采集。传统碰撞时间(time to collision, TTC)计算方法尚未对弯坡组合路段线形特征充分考虑,根据弯坡组合路段各组成部分(圆曲线、缓和曲线与直线路段)的道路线形与车辆运行特征,对车辆追尾TTC进行修正,根据冲突时间累积分布曲线得出严重、一般、轻微与潜在追尾冲突的划分阈值,分别为1.23、2.59、3.50、4.0 s。分别构建圆曲线、缓和曲线与直线路段追尾冲突影响因素识别树结构,并通过有序Logistic模型分析各因素对追尾冲突严重性的影响。结果表明：交通量的增加、大型车辆的混入、车辆行驶速度与加速度的提高会促进冲突的产生以及严重程度的增加;交通流特征指标对各路段追尾冲突的影响存在效果差异;圆曲线路段车辆入弯与出弯方向及内侧与外侧弯道之间的追尾冲突无显著差异;而在缓和曲线与直线路段存在差异。研究结果能够帮助追尾事故的主动安全防控、实时预测,并改善弯道路段的行车安全。     

驾驶行为决策风险的多维结构模型

区别于现有基于道路交通系统(人-车-路)的风险分析理论,以驾驶员的认知和决策为核心,从事故发生概率、事故严重庋、驾驶员风险认知水平、驾驶员控制能力,以及交通信息不对称度5个方面提出了驾驶行为决策风险的多维结构,分别给出了各风险因素的量化表达方法及其对应的风险度函数,并构建了综合风险度评价模型.以某公路弯道前后不同车型的...     

考虑公众意愿的桥梁风险评估和决策方法

从公共管理的角度看,基础设施风险应基于公平原则合理控制;风险控制的费用应与其效力相适应,且应为公众所能接受.结合大型桥梁工程中的决策问题,研究建立以个人风险和社会风险为基本评价指标,综合使用风险合理控制准则、公众支付意愿及效益-费用分析等决策工具的桥梁风险评估和决策方法并详细介绍了有关风险评估指标的意义及评价准则,并以某跨海大桥中侧风引起的行车事故对桥梁使用者的风险,并决策是否布设风障的问题,进行了示例研究.考虑公众意愿的桥梁风险评估方法能够辅助决策者综合考虑社会公平、公众意愿、项目收益等多方面决策要求,适用于桥梁等大型基础设施建设和管理过程中的复杂问题决策.