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原文传递基于驾驶风格改进行车风险场条件下的换道安全模型研究

论文题名：	基于驾驶风格改进行车风险场条件下的换道安全模型研究
关键词：	高速公路;驾驶风格;行车风险场;换道安全
摘要：	我国高速公路的快速发展为经济发展提供了支撑、为人民提供了便利，但同时也造成大量交通事故，高速公路行车安全现状亟需改善。行车风险研究是事故预防措施的重要依据。而驾驶人被认为是行车风险的最关键影响因素，由驾驶员造成的交通事故占 94%。其中，驾驶人的驾驶风格与事故关联密切。同时，换道行为作为最常见的驾驶行为之一，其造成的交通事故占比高达 27%，换道安全的研究逐渐成为学者们的重心。因此，将驾驶人的驾驶风格因素引入行车风险研究中，探索一种综合考虑人车路各要素的风险评估方法，实现对复杂行驶环境的动态风险量化，对于高速公路换道安全研究具有重要意义。　　鉴于此，本文首先对驾驶人的驾驶风格进行了分类识别分析，其次引入驾驶风格对行车风险场进行了改进，构建了综合考虑驾驶风格和车辆运动状态的行车风险场模型，最后将行车风险场模型引入到换道安全模型研究中，建立了考虑驾驶风格的换道安全模型。主要研究工作如下：　　（1）基于轨迹数据的驾驶风格聚类分析。基于highD轨迹数据提取计算驾驶风格特征参数值，经主成分分析降维后进一步采用 K-means算法和 K-means++算法对驾驶风格进行聚类分析，最后利用轮廓系数对聚类效果进行对比评价，结果表明两种聚类方法效果均较好。　　（2）考虑驾驶风格的行车风险场建模。对车辆静态风险场进行改进后，进行了车辆运动状态修正，得到车辆动能场模型；定义驾驶风格因子对驾驶人的驾驶风格进行量化；将驾驶风格因子与车辆动能场相结合，得到了考虑驾驶风格的行车风险场模型，模型综合考虑了驾驶风格及车辆速度、加速度、转向角参数，可对动态行车风险进行预测评估。进一步推导了基于行车风险场场力的跟驰模型以实现对模型的参数标定，采用粒子群优化算法进行了参数标定。　　（3）基于改进后的行车风险场，建立了考虑驾驶风格的换道安全模型。将所提出的行车风险场模型引入换道安全模型构建中，提出驾驶人安全敏感度以反映不同驾驶风格对换道距离的不同需求，最终构建了考虑驾驶风格的换道安全模型。对模型进行了数值仿真验证分析，结果表明，提出的换道安全模型可以表征换道车及交互车的速度、加速度及驾驶风格对换道最小安全距离的影响。　　（4）换道安全模型在换道预警中的应用测试。将提出的换道安全模型应用于换道预警测试中，基于轨迹数据集提取了符合研究设定的样本数据，与基于椭圆车辆模型的换道安全模型进行了对比分析，预警结果表明，与前者相比，本文提出的换道安全模型在换道预警测试应用中表现出较好的效果，预警准确率为89.0%，误警率为9.9%，漏警率为1.1%，表明模型对换道风险的识别相对敏感，极少漏警危险点，这有利于保障换道安全。研究成果有助于辅助驾驶系统了解人类驾驶风格，可为人机共驾环境下的动态风险评估及换道安全提供参考。
作者：	骆明阳
专业：	交通运输
导师：	刘伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023