基于驾驶行为分析的城市道路车辆换道模型研究

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1、硕士学位论文基于驾驶行为分析的城市道路车辆换道模型研究RESEARCHONURBANROADLANECHANGINGMODELBASEDONANALYSISOFDRIVINGBEHAVIOR吉文超哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：U491学校代码：10213国际图书分类号：629密级：公开工程硕士学位论文基于驾驶行为分析的城市道路车辆换道模型研究硕士研究生：吉文超导师：杨龙海副教授申请学位：工程硕士学科：交通运输工程所在单位：交通科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学

2、ClassifiedIndex:U491U.D.C:629DissertationfortheMaster’sDegreeinEngineeringRESEARCHONURBANROADLANECHANGINGMODELBASEDONANALYSISOFDRIVINGBEHAVIORCandidate：JiWenchaoSupervisor：AssociateProf.YangLonghaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：Tra

3、nsportationEngineeringAffiliation：SchoolofTransportationScience&EngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着国民经济的发展、居民生活水平的提高，有限的道路资源已无法满足日益增长的交通需求，由此产生了交通拥堵、交通事故频发等一系列交通问题，给人们带来诸多不便，同时也严重制

4、约着城市发展。车辆跟驰行为和换道行为是车辆运行的两种基本行为，但车辆换道行为因其运行环境复杂，所涉及的交通因素较多，且执行过程中容易产生交通冲突，引发道路交通事故，从而降低道路交通系统的安全性。因此，有必要明确道路系统中车辆换道行为的动态特性及其对车流运行的影响机理，从而寻找解决措施并加以正确地引导。论文首先系统描述了车辆换道原因和换道基本形式，从驾驶员交通特性、车辆因素、道路因素和交通环境四个方面对影响驾驶员换道的因素进行了分析。在定量分析的基础上，通过视频录像法和问卷调查法，收集了哈尔滨市不同路段、不

5、同换道形式的交通流数据，并结合问卷数据对驾驶员驾驶特性进行了划分，对不同类型驾驶员的换道意愿及其目的做了统计。针对现有元胞自动机模型中存在的略前车速度、将车辆的换道行为视为瞬时完成的驾驶行为以及换道规则过于单一等问题，在明确模糊控制理论在车辆换道行为决策描述方面的适用性的前提下，建立了基于模糊控制理论的驾驶员主观换道模型和强制换道模型。主观换道模型和强制换道模型均是从驾驶员换道意图的产生以及后车驾驶员是否接受换道请求两个层面进行模糊推理建模，并通过MATLAB仿真平台对所建模型进行仿真验证。通过将系统输出

6、的流量、换道次数等数据与实测数据相对比，并计算误差，验证模型模拟驾驶员换道决策过程的有效性。通过本文的研究，分析得到了城市道路车辆换道行为的发生条件及其分类，给出了影响驾驶员换道的主要因素；通过对哈尔滨市不同路段交通量数据的统计，量化了交通量、车道位置、车道密度差对不同类型换道行为的影响；最后基于两种不同形式换道行为的特征，分别建立了驾驶员主观换道模型和强制换道模型，仿真结果表明，模拟能有效模拟驾驶员换道决策过程以及该种换道策略下的交通流运行状态。本文研究成果可为管理部门规范驾驶员驾驶行为、制定缓解交通拥

7、堵、提高交通流运行效率与安全性的管理措施提供理论依据，也可以为开发驾驶员换道辅助系统提供技术支持。关键词：车辆换道模型；跟驰模型；元胞自动机；模糊控制理论；MATLAB仿真-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofthenationaleconomyandtheimprovementofthelivingstandardoftheresidents,thelimitedroadresourceshavebeenunabletomeettheincreasi

8、ngdemandfortraffic.Thus,aseriesoftrafficproblems,suchastrafficcongestionandfrequenttrafficaccidents,havebroughtmanyinconveniencestopeople,anditalsoseriouslyrestrictsthedevelopmentofthecity.Thecarfollowingbehaviorand