滕逸偉

摘 要：隨著機(jī)動(dòng)車保有量的急劇增加，頻繁的變道駕駛行為所引起的交通事故層出不窮，變道駕駛行為是駕駛行為中較為復(fù)雜的一類，國內(nèi)外學(xué)者通過建立車道變換模型，結(jié)合方向盤轉(zhuǎn)速對駕駛員的變道行為進(jìn)行預(yù)判，為構(gòu)建智能輔助駕駛系統(tǒng)提供依據(jù)，通過考慮駕駛?cè)俗陨淼奶卣?，可以更好地反映?shí)際情況下的變道模型。

關(guān)鍵詞：變道駕駛;車道變換模型;方向盤轉(zhuǎn)速;駕駛?cè)颂匦?/p>

中圖分類號：U91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度加快，機(jī)動(dòng)車保有量呈現(xiàn)出逐年上漲的趨勢，以致于路段交通量越來越大，針對較為擁擠的區(qū)域，駕駛?cè)藶榱四軌蚩焖龠_(dá)到目的地，車輛變道行為愈加頻繁，變道行為所引起的交通事故也層出不窮。國內(nèi)外學(xué)者通過對駕駛過程中的變道行為進(jìn)行建模，并根據(jù)車輛自身特性進(jìn)行預(yù)測以保證車輛行駛的安全。

1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

吳斌基于中國自然駕駛工況數(shù)據(jù)，對緊急工況下駕駛員的轉(zhuǎn)向變道行為特征規(guī)律了進(jìn)行研究，結(jié)合高斯函數(shù)擬合的轉(zhuǎn)向基元來表征各個(gè)階段的轉(zhuǎn)向行為，表征駕駛員轉(zhuǎn)向行為的一般特征，同時(shí)每個(gè)轉(zhuǎn)向基元都是一個(gè)開環(huán)模型，可以結(jié)合行駛過程中方向盤的最高轉(zhuǎn)速從而預(yù)判駕駛員的轉(zhuǎn)向行為[1]。

通過將單個(gè)轉(zhuǎn)向基元中所建立的方向盤最高轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角變化之間的線性關(guān)系模型，通過持續(xù)時(shí)間恒定逐漸逼近真實(shí)駕駛過程，提高預(yù)測的準(zhǔn)確性，為緊急輔助系統(tǒng)的建立提供了參考依據(jù)。

吳斌通過研究駕駛員在緊急變道過程中各個(gè)階段的特征以及車輛狀態(tài)，提出了駕駛員緊急轉(zhuǎn)向變道模型。并結(jié)合遠(yuǎn)近目標(biāo)點(diǎn)理論分析方法，將整個(gè)轉(zhuǎn)向變道階段分為了避撞側(cè)移階段以及穩(wěn)定階段。

避撞和側(cè)移階段模型：

式中：為車輛位置與近點(diǎn)的角度偏差;表示近點(diǎn)距離車前端的水平距離，避撞和側(cè)移階段取值不同，在避撞階段選取為兩車之間的距離，在側(cè)移階段選取=10 m;根據(jù)道路寬度的國家標(biāo)準(zhǔn)，考慮實(shí)際行駛情況進(jìn)行選取。

該階段所需方向盤轉(zhuǎn)速如下所示：

式中：為增益參數(shù)，對每個(gè)駕駛員都有所不同，表征了駕駛員對于車輛和環(huán)境的綜合感知程度，在避撞和側(cè)移階段取值有所變化。

穩(wěn)定階段遠(yuǎn)點(diǎn)階段模型：

文中假定前端中點(diǎn)坐標(biāo)，目標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)坐標(biāo)為，則車輛行駛方向與目標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)間的角度差為：

式中：表示遠(yuǎn)點(diǎn)距離車前端的水平距離;根據(jù)道路寬度的國家標(biāo)準(zhǔn)，考慮實(shí)際行駛情況進(jìn)行選取。

該階段所需方向盤轉(zhuǎn)速如下所示：

式中：表示增益參數(shù)。

通過數(shù)據(jù)對增益因子特性的分析，很好地預(yù)測自然駕駛中的緊急轉(zhuǎn)向變道行為，但僅通過50例緊急轉(zhuǎn)向案例對轉(zhuǎn)向變道模型進(jìn)行擬合驗(yàn)證以找出所對應(yīng)的增益因子的關(guān)系存在一定的局限性，增益因子還受到環(huán)境因素、駕駛員特征等各方面的影響，簡單考慮并無法表征多方面的影響因子。

朱西產(chǎn)[3]根據(jù)自然駕駛數(shù)據(jù)，提出了駕駛員在緊急變道行為過程中的一種開環(huán)模型，選取方向盤轉(zhuǎn)角和方向盤轉(zhuǎn)角變化率作為變道緊急程度的參考條件，分析緊急變換車道的持續(xù)時(shí)間，利用自然駕駛行為中50百分位駕駛員緊急變道工況的駕駛數(shù)據(jù)，擬合出了最大方向盤轉(zhuǎn)角與最大方向盤轉(zhuǎn)角變化率之間的線性關(guān)系。其中，在一定假設(shè)前提下，車輛在緊急變道過程中方向盤轉(zhuǎn)角為：

式中：定義駕駛員變道過程中方向盤轉(zhuǎn)角峰值參數(shù);表示變道持續(xù)時(shí)間參數(shù);表示駕駛員的反應(yīng)時(shí)間;表示緊急變道所持續(xù)的時(shí)間。

驗(yàn)證模型輸出結(jié)果接近于駕駛員真實(shí)操作結(jié)果，但在初始狀態(tài)下車輛的側(cè)向加速度、速度、位移以及方向盤轉(zhuǎn)角等都為零，與實(shí)際運(yùn)行狀況存在一定的差異。

徐錦強(qiáng)[4]提出為微觀交通仿真建立可靠合理的車道變化模型以提高交通仿真的精度。采用高空攝像法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，并針對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。并提出了期望車道，進(jìn)一步分析了期望車道的分布。龔津[5]指出出租車相對其他車輛而言，具有上下車、?？款l繁的特性，行車過程中加速、減速的頻率相對較高。通過建立出租車駕駛員變道行為因果結(jié)構(gòu)方程模型，得出出租車駕駛員年齡與個(gè)人預(yù)期收入是頻繁變道行為的主要影響因素。

李星星[6]提出，針對仿真軟件當(dāng)中的變道模型加入攻擊性駕駛行為的評價(jià)，利于提升交通影響評價(jià)分析的準(zhǔn)確性。通過將車道變化過程中的切入、利用路肩超車和鳴笛等攻擊性駕駛行為納入到車道變換的各個(gè)環(huán)節(jié)，以進(jìn)一步優(yōu)化微觀交通仿真，以盡可能表征實(shí)際變道過程中的攻擊性駕駛行為。

2 結(jié)論

目前國內(nèi)外有許多關(guān)于車輛換道模型構(gòu)建的研究，大多數(shù)研究根據(jù)自然駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合仿真，并以此作為輸入得到輸出，此類研究中并未考慮到區(qū)域性特征所引起的差異，沒有考慮駕駛?cè)俗陨淼奶匦?，引入駕駛?cè)俗陨淼奶匦砸约败囕v特性與變道行為之間的相互關(guān)系，可以更好地描述變道實(shí)際行為過程，構(gòu)建一個(gè)更為安全的交通體系。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳斌，朱西產(chǎn)，沈劍平，等.自然駕駛工況的駕駛員緊急轉(zhuǎn)向變道行為[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，45（04）：554-561.

[2]吳斌，朱西產(chǎn)，沈劍平.基于自然駕駛數(shù)據(jù)的駕駛員緊急轉(zhuǎn)向變道模型[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，47（11）：1618-1625.

[3]朱西產(chǎn)，劉智超，李霖.基于自然駕駛數(shù)據(jù)的駕駛員緊急變道行為開環(huán)模型[J].汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào)，2015，6（04）：328-332.

[4]徐錦強(qiáng)，陳竹師，丁藝.基于駕駛行為的車道變換模型研究及仿真[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，28（06）：68-72.

[5]龔津.基于SEM的出租車駕駛員變道行為研究[D].西南交通大學(xué)，2016.

[6]李星星.車道變換過程中的攻擊性駕駛行為研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，42（11）：7-10+14.