快速路交通流中驾驶特性差异研究与仿真

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1、北京工业大学博士学位论文快速路交通流中驾驶特性差异研究与仿真姓名：李德慧申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：刘小明20080301摘要曼燃鼍曼曼曼燃鼍鼍曼苎燃皇曼兰蔓燃曼皇曼苎燃曼曼曼曼黑!曼!曼燃曼曼曼曼拦!!曼曼鼎曼曼曼篡麓曼!曼寰寰皇!皇曼拦曼舅IllllllliIllll曼曼曼曼燃!曼!曼拦曼!曼燃近年来随着我国道路建设、汽车工业的发展以及我国国民经济的发展，公路上的事故频发以及越来越严重的城市拥堵已经给人们带来了越来越多的不便和困扰。在人、车、路和环境为主体的交通系统中，道路交通的参与者——人才是交

2、通系统的核心，尤其是驾驶员，不仅是车辆的操纵者，还是道路信息的参与者和处理者。更重要的是，不同的驾驶员具有不同的行为特征，英特征具有较强的离散性，如何以人为本的研究驾驶行为特性对交通流及交通安全的影响具有十分重要的意义。在系统分析和回顾了主动性换车道模型的研究概况以及仿真中使用的换车道模块的基础上，比较了不同换车道模型的适用性和各自的特点；同时总结了在微观模型研究时的数据采集方式的比较和优选；讨论了人的因素在交通事故中的影响，并着重讨论了换车道行为的影响，然后分别从入、车、路的角度进行了换车道影响因素酶分析；最后对换车道中的

3、入眼注视特征的研究概况进行了分柝，并指出了其中的不足。驾驶模拟系统是本论文的实验平台和数据采集系统的核心，根据驾驶模拟舱的基本组成和功能的特点，有针对性的进行实验设计并制定有效的实验方案；文中重点介绍了实验中的视觉场景构建方法、交通环境的定制思路、实验流程、实验参数获取方法、以及驾驶员安全态度和试后感受度调查量表的设计原则和设计成果，为后续研究奠定基础。在进行驾驶员分类的研究中，通过静态测量和模拟舱动态驾驶两种实验手段分别获取了15种反映驾驶特性的指标，通过因子分析归纳出影响驾驶行为的5类因子，再通过主成份分析找出每类中的主

4、因子进行聚类分析，结果表明不同类别驾驶员具有较为臻显的不同特征。在微观模型部分，对换车道模型主要从换车道的动机、换车道可行性分析、驾驶员操纵三个角度来描述，并分别采用期望速度、效用分析、可接受间隙和安全因素来建模和分析；跟驰模型采用经典的GM模型，分别对三类驾驶员加速和减速时的参数进行标定；出于驾驶员在操纵上的差异根源来自认知差异，运用驾驶员的眼动特征对驾驶员的注视点分布进行了分析，并运用场依存性和场独立性的心理学原理，推断三类驾驶员的认知心理特点。最后通过仿真的方法进行三类驾驶员豹微观行为对宏观交通流的影响做定量分析。详细

5、介绍了仿真程序的架构、其中的模块设置和仿真中用到的其他重要模型；仿真中的基础数据来自动态实验的数据，仿真中的车辆参数、道路环境设置均与实验保持一致。通过同类驾驶员不同车道、不同驾驶员内侧车道、不同驾北京工业火学工学博十学位论文驶员外侧车道、不同类别驾驶员混合的速度一流量、速度一密度的分析，通行能力分析及行为与交通流的互动关系，结果表明不同类型的驾驶行为对宏观交通流的确有明显差别，针对于此，提出相关的政策和解决方案。在文章的最后，通过层次分析与模糊综合评判的方法，使用驾驶员试后感受度量表对驾驶模拟系统进行了综合评价，评价的主要

6、方面包括驾驶员的自身感受、车辆操纵特性、场景与环境、其他生心理仪器设备的干扰等。其中在确定因素重要程度时使用层次分析法的方法，并在比较判断矩阵中，使用指数标度方法对元素间的相对重要程度赋值，以期更加贴近人们心目中的估计数。最终结果表明，实验人员对驾驶模拟系统的评价为良。关键词：交通流；驾驶行为；模拟舱；认知心理；微观模型；仿真；IIAstractAbstractInrecentyears，晰n1thedevelopmentofroadconstruction，theautomobileindustryandthenation

7、aleconomic，accidentsaswellasincreasinglyseriouscongestiononroadsandhighwayshavebeenseriousproblemstothecities，whichhasbroughtmuchinconveniencetotheresidence．Inthetransportationsystemconsistedofhumanvehiclesandroads，humanisthecoreofthesystem，espicallythedriverswhoar

8、enotonlythevehicleoperatorbutalsoactastheinformationprocessor,andwhat’Sthemoreimportant，differentdrivershavedifferentcharacteristics，SOitisofgrea