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基于双车驾驶模拟的城市快速路车辆换道交互行为研究
| 论文题名： | 基于双车驾驶模拟的城市快速路车辆换道交互行为研究 |
| 关键词： | 城市快速路;车道变换;交互行为;短时预测;双车驾驶模拟 |
| 摘要： | 换道行为是驾驶员基本驾驶行为之一，尤其是在城市道路中，为了追求更高的速度和更大的空间，驾驶员经常需要进行车道变换。在这一过程中所产生的车辆交互，不仅有可能影响道路交通运行效率，也会对道路交通安全产生影响。目前在驾驶模拟环境下的换道行为研究大多为单车实验，道路中的其他交通参与者行为均为预设参数，不会随道路条件和其他车辆驾驶状态变化而变化。这种情况下仅能关注到换道驾驶员自身特性的影响，难以考虑到换道车辆与目标车道后方车辆的交互作用。而在实际道路环境下，驾驶员在换道过程中存在着相互影响、博弈决策的过程，他车所产生的影响不能忽略。因此研究换道车辆和目标车道后方车辆间的换道交互行为，对提高交通安全、保障交通流的稳定性尤为重要。 本文以驾驶员换道交互行为为研究对象，通过设计双车驾驶模拟实验获取行为数据，剖析换道过程中交互车辆驾驶员的行为特征，挖掘驾驶员换道交互决策的影响因素并建立交互行为短时预测模型。具体研究内容如下： 首先，从驾驶员角度出发，聚焦城市快速路场景下的车辆换道行为，引入限速、车距等环境因素，利用东南大学驾驶模拟系统设计实验场景、开展双车驾驶模拟实验，采集了 40 名驾驶员的交互驾驶操作行为数据并完成数据预处理工作，结合驾驶风格调查问卷，获取驾驶员个性化信息。 其次，基于换道驾驶行为理论研究，根据实验数据对换道过程进行阶段划分，对换道意图阶段和执行阶段两位驾驶员的驾驶行为参数进行特征分析和影响因素挖掘。通过对比单车实验和双车实验换道执行阶段驾驶行为特征差异，验证了双车驾驶模拟实验的必要性。随后通过加速度指标对驾驶员换道决策组合进行分类，建立多元Logistic回归模型探究影响换道决策组合的影响因素及其显著性。 最后，从微观角度分析驾驶员的换道交互行为决策机制，进行目标车道后方车辆的驾驶行为短时预测。一方面，基于驾驶员自身驾驶行为参数和交互特征参数，构建ARIMAX模型对目标车道后方车辆驾驶行为进行短时预测。另一方面，考虑环境因素和驾驶员特性，建立长短期记忆网络模型对目标车道后方车辆加速度类型进行短时预测。通过实验样本的案例分析验证了两个模型预测效果的有效性，在单变量和多变量LSTM预测模型对比中发现，行为特征参数的加入能够较好的提高模型预测的准确性。 |
| 作者： | 刘佳琪 |
| 专业： | 交通运输工程;交通运输规划与管理 |
| 导师： | 沈永俊;鲍琼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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