基于车辆轨迹的驾驶员自由换道行为研究

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1、2014年7月第7期城市遭桥与防洪科技研究323基于车辆轨迹的驾驶员自由换道行为研究张志学(天津市市政工程设计研究院，天津市30oO51)摘要：自由换道行为会对交通流稳定运行产生较大的影响，在换道过程中驾驶员的行为是重要的影响因素。基于车辆运行轨迹的分析，对驾驶员在自由换道过程中的心理行为进行分析，为自由换道模型的构建提供参考依据。关键词：车辆轨迹；自由换道；驾驶员行为中图分类号：U491．2*5文献标识码：A文章编号：1009—7716(2O14)07—0323—03为理想道路以及车辆性能相同。但传统跟驰模型0引言通用性较差，这是因为车辆跟驰行为是随交通

2、条对于稳态交通流，换道行为是引起交通扰动件的变化而变化的，前车的刺激对后车的反应不的根本来源。换道行为通常分为自由换道、强制是一一对应的；在低速度及较拥堵交通状态不能换道和协同换道[1】。对于无上下匝道的基本路段，很好地反映交通流实际行为。自由换道是主要的换道形式。在变换车道过程因此，在自由换道过程中，驾驶员对目标车中，将会影响交通运行效率，降低道路的通行能道的选择受到前方多辆车的影响，在计算车道效力【。在换道过程中，驾驶员的行为受到原车道用时需要考虑前方2—3辆车的速度、间距对目标前方车辆的速度、间距，目标车道前车速度、间车辆的影响。距以及目标车道后车速

3、度、间距等因素的影响。1_2可接受间隙选择过程通过车辆的运行轨迹对驾驶员在换道过程中的行可接受间隙选择过程是指驾驶员为完成换道为进行研究，对分析研究换道过程具有重要的研行为而不停寻找可接受的穿越间隙的过程，其与究意义。目标车选择过程是交替进行的。在驾驶过程中，驾驶员在选择目标车道过程中，前后车的间距会1理论分析对其选择产生影响。在可接受间隙选择的过程自由换道行为是指驾驶员遇到前方行驶速度电，不同性格的驾驶员其可接受的穿越间隙不较慢的车辆时，为了追求更高的速度，更舒适的同。王吴等通过定义一种气质激进度，用来反驾驶空间而选择的变换当前车道的行为。自由换映不同驾

4、驶者因自身特性而对相同条件做出的不道过程可以分为目标车道选择过程、可接受间隙同选择。选择过程和换道执行过程『31。在换道过程中，驾驶员会根据自身特征心中1．1目标车道选择过程有一个临界间隙，驾驶者根据目标车道前后车与目标车道选择过程是驾驶员对周围信息感知本车之间的间隙作出是否变换车道的决策。当前过程，通过原车道周围交通环境以及周围车道交间隙与临界间隙相比可以换道时，驾驶员将执行通情况，根据自身特性所作出的合理选择。这一换道过程，否则继续跟驰前方车辆行驶。在可接阶段主要受驾驶员的个人行为特性影响。性格较受间隙部分，认为可接受间隙符合对数正态分激进的驾驶者会因

5、原车道交通状况变差而频繁变布，以保证其间隙不会为负值。同时，临界间隙换车道，对于性格较为保守者，则会选择减速等和目标车辆速度以及与其前车速度差有关，速度行为而继续跟驰前方车辆。差越大，其临界间隙越大；目标车速度越大，临在传统的跟驰模型中，车辆间的作用是单向界间隙也会变大，因此临界可接受间隙可以表示的，每个驾驶员仅对来自前方车辆的激励作用作为速度差与本车速度的函数。出反应；考虑不同司机之间的差别，道路情况视在当前间隙下，满足车辆换道的条件是一个概率值，如在某一固定间隙下，其对应的概率为收稿日期：2014—02—20P，即为在该间隙下，只有p％的人认为换道条件

6、作者简介：张志学(1987一)，男，河北衡水人，助理工程师，从可以，从而实施换道行为，而1_p％的人认为条事交通规划与设计工作。324科技研究城市道桥与防洪2014年7月‘第7期件不满足而放弃换道继续寻找可接受的间隙。2数据分析对于换道条件的概率为：P(换道条件)-P(前间隙条件)XP(后间隙条件)本文所用数据为联邦公路局的下一代模拟技术(NGSIM)项目中，对I一8O公路在15min内的：f＼二!1×f二!纽l(1)／＼／各个车辆在每一时刻的轨迹数据，对原始数据进’k行处理，提取轨迹中有变换车道行为的车辆轨迹式中：GkG为当前前、后间隙；GCr、G信息。

7、为临界前、后间隙；小％为前、后间隙所对2．1跟驰过程参数标定应的标准差；)为标准正态分布函数。对于跟驰过程参数的标定，可以采用轨迹拟根据以上内容，车辆在t时刻在速度为合法，将模型仿真得到的轨迹值与实际运行的轨时，能够换入车道i的概率为：迹值相比较，构建误差函数，求得使误差最小的P=P(1aneIv)×P(1anei的换道条件)一组参数。1．3换道执行过程在构建误差函数过程中，在每一仿真间隔内换道执行过程是指驾驶员在作出换道决策后计算目标车与其前方两车的速度差和位移差，根所进行的驾驶操作行为。在换道执行阶段，车辆据上述模型求得其加速度，进而根据经典物理学会同

8、时考虑本车道前车影响和目标车道前车的影理论计算其仿真速度和仿真位移