基于语音导航提示的城市快速路出口变道行动距离研究

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1、分类号:U49110710-2015122103硕士学位论文基于语音导航提示的城市快速路出口变道行动距离研究张浩宇导师姓名职称赵建有教授申请学位类别工学硕士学科专业名称载运工具运用工程论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月30日学位授予单位长安大学StudyonLane-changeExitDistanceofUrbanExpresswayBasedonNavigationalVoiceGuidanceAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandida

2、te：ZhangHaoyuSupervisor：Prof.ZhaoJianyouChang’anUniversity,Xi’an,China摘要随着我国经济水平的不断发展，城市快速路的交通容量日趋饱和，由于出口附近路段的不合理变道行为，快速路出口经常会发生拥堵与交通事故。因此需要对意图驶出快速路的车辆变道行为进行优化。同时，在智慧交通飞速发展的今天，通过语音导航进行出行规划已经广泛普及。因此本文综合运用交通流理论、统计学、交通心理学等相关理论，采用实验分析、系统分析、定性与定量分析、理论联系实际的研究方法，

3、将语音导航提示与变道行为优化相结合，构建依托语音提示的变道辅助，从而提高交通安全水平及交通运行效率，降低快速路出口附近的拥堵情况。因此，研究对于未来智慧交通、换道辅助及无人驾驶技术的研究有一定的理论和实际意义。本文主要研究内容如下：（1）论文在分析快速路出口路段的交通流特性的基础上，结合实际道路进行交通流数据实地采集，基于交通流理论对交通流三参数（流量、速度、密度）关系进行分析，结果表明交通流三参数关系基本拟合Greenshields模型，为快速路出口变道行为优化提供理论基础。（2）论文设计模拟驾驶实验对变

4、道行为中驾驶员的听觉反应特性进行研究。采用驾驶模拟器对30名受试驾驶员进行了共90组实验，并通过D-Lab软件采集实验数据。实验以变道提示语音开始时刻为测量起点，以车辆转向盘转角速率变化最大时刻为测量终点，测量受试驾驶员的听觉反应时间。通过对实验数据进行正态分布拟合得到变道行为中驾驶员对语音提示的听觉反应期望时间值。（3）论文建立基于交通流信息的城市快速路出口变道行动距离测算模型。模型以单向双车道快速路出口附近路段为研究对象，将该路段划分为黄区和红区，基于交通流及交通波相关理论分析了黄区与红区变道行为造成的

5、交通延误。模型以交通延误时间最小为目标，确定驾驶员的最佳变道时机，并通过网格法进行求解。（4）论文将听觉反应期望时间与模型相结合，搭建基于语音导航提示的城市快速路出口变道行动距离测算模型，使得意图驶出快速路的驾驶员在接收到语音导航提示后可以自然平顺地完成变道操作，将变道行为对快速路交通运行效率及交通安全的影响降到最低。通过Matlab软件编程进行了算例分析，验证模型的可行性与合理性。关键词：城市快速路，交通流特性，语音导航，驾驶员听觉反应特性，变道模型，延误时间iAbstractWiththecontinu

6、ousdevelopmentofChina’seconomiclevel,thetrafficcapacityofurbanexpresswaysisbecomingincreasinglysaturated.Duetotheunreasonablelanechangebehavioroftheroadsectionsneartheexit,congestionandtrafficaccidentsoftenoccurattheexpresswayexits.Therefore,itisnecessaryt

7、ooptimizethelanechangebehaviorofavehiclethatintendstoexittheexpressway.Andwiththerapiddevelopmentofsmarttransportation,travelplanningthroughvoicenavigationhasbecomewidespread.Therefore,thisarticlecomprehensivelyusestherelatedtheoriesoftrafficflowtheory,sta

8、tistics,trafficpsychology,andusesresearchmethodsofexperimentalanalysis,systemanalysis,qualitativeandquantitativeanalysis,andtheory-relatedreality.Combiningthevoicenavigationpromptswiththeoptimizationoflanecha