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随着社会的持续发展和道路基础设施的不断完善,汽车保有量的快速增长给城市交通通畅度和道路交通安全程度带来极大挑战。据我国道路交通安全统计年报数据显示,我国近85%的交通事故与驾驶人有关,且大部分为追尾事故,而高速公路上的追尾事故有危害性大、经济损失严重的特点。所以,本文基于高速公路行车的稳定跟车工况,从驾驶人行车风格入手,探寻不同风格驾驶人在高速公路行车时的车辆运动特性,并基于此建立稳定跟车工况下不同风格驾驶人的行驶稳定性评价体系。
本文首先基于国内外关于稳定跟车状态和驾驶风格的研究,明确实车试验要达到的目的。结合我国高速公路的实际交通状况和我国驾驶人特性,选择合适试验路段,设计试验方案,随后招募不同年龄段、驾龄段和性别的驾驶人进行实车试验。采集速度、跟车间距、加速度和角速度等关键指标,基于理论研究筛选出稳定跟车事件,随后对稳定跟车事件的驾驶行为指标规律进行分析。进一步,采用K均值聚类将驾驶风格分为保守型、一般型和激进型,随后对不同风格驾驶人驾驶行为指标进行统计分析和相关性分析,探寻不同风格驾驶人的这些指标的差异。最后利用熵权法建立驾驶人行驶稳定性评价体系。本文主要得出以下结论:
(1)对稳定跟车工况下各个指标进行了相关性分析和耦合分析。结果表明:在不同的车速区间下油门踏板开度、跟车间距和横摆角速度呈现显著差异,在不同的跟车间距区间下车速、油门踏板开度和跟车时距呈现显著差异;车辆的横向运动指标如横摆角速度、横向加速度和横向偏移量的标准差等与在不同的车速、间距和跟车时距区间内呈现出相似的规律。
(2)利用跟车时距、跟车间距和油门踏板开度这三个指标对驾驶风格进行K均值聚类,并采用决策树算法对聚类结果进行检验,结果表明:总体识别吻合率为99.7%;对所有风格的驾驶人的驾驶行为指标进行统计性分析,发现在稳定跟车工况下,风格越是激进的驾驶人行车时的车速、加速度、角速度油门踏板开度越大,跟车间距和跟车时距越小;进行相关性分析,发现不同驾驶风格和不同车速区间对驾驶人行车时的车速、跟车间距、横/纵向加速度和角速度等指标影响较大;分析了长时间工况下的驾驶人风格变化,发现保守型驾驶人随着时间的推移会更加保守,激进型驾驶人更加激进,而一般型驾驶人风格变化稳定,但有倾向保守的趋势。
(3)基于前文研究,确定了以横向加速度、横向偏移量、纵向加速度和跟车间距这四个指标的标准差作为指标建立稳定跟车工况下不同风格驾驶人行驶稳定性评价体系,通过熵权法给四个指标赋权,随后对20个驾驶人的行驶稳定性进行打分。通过此方法得出的评价结果与驾驶风格总体吻合度为90%,保守型驾驶人和一般型驾驶人的行驶稳定性中出现交叉;男性驾驶人风格偏保守的较少,行驶稳定性与驾驶风格关联较强,女性驾驶人偏保守风格的占比较大,且行驶稳定性与驾驶熟练度关联较强。
本文首先基于国内外关于稳定跟车状态和驾驶风格的研究,明确实车试验要达到的目的。结合我国高速公路的实际交通状况和我国驾驶人特性,选择合适试验路段,设计试验方案,随后招募不同年龄段、驾龄段和性别的驾驶人进行实车试验。采集速度、跟车间距、加速度和角速度等关键指标,基于理论研究筛选出稳定跟车事件,随后对稳定跟车事件的驾驶行为指标规律进行分析。进一步,采用K均值聚类将驾驶风格分为保守型、一般型和激进型,随后对不同风格驾驶人驾驶行为指标进行统计分析和相关性分析,探寻不同风格驾驶人的这些指标的差异。最后利用熵权法建立驾驶人行驶稳定性评价体系。本文主要得出以下结论:
(1)对稳定跟车工况下各个指标进行了相关性分析和耦合分析。结果表明:在不同的车速区间下油门踏板开度、跟车间距和横摆角速度呈现显著差异,在不同的跟车间距区间下车速、油门踏板开度和跟车时距呈现显著差异;车辆的横向运动指标如横摆角速度、横向加速度和横向偏移量的标准差等与在不同的车速、间距和跟车时距区间内呈现出相似的规律。
(2)利用跟车时距、跟车间距和油门踏板开度这三个指标对驾驶风格进行K均值聚类,并采用决策树算法对聚类结果进行检验,结果表明:总体识别吻合率为99.7%;对所有风格的驾驶人的驾驶行为指标进行统计性分析,发现在稳定跟车工况下,风格越是激进的驾驶人行车时的车速、加速度、角速度油门踏板开度越大,跟车间距和跟车时距越小;进行相关性分析,发现不同驾驶风格和不同车速区间对驾驶人行车时的车速、跟车间距、横/纵向加速度和角速度等指标影响较大;分析了长时间工况下的驾驶人风格变化,发现保守型驾驶人随着时间的推移会更加保守,激进型驾驶人更加激进,而一般型驾驶人风格变化稳定,但有倾向保守的趋势。
(3)基于前文研究,确定了以横向加速度、横向偏移量、纵向加速度和跟车间距这四个指标的标准差作为指标建立稳定跟车工况下不同风格驾驶人行驶稳定性评价体系,通过熵权法给四个指标赋权,随后对20个驾驶人的行驶稳定性进行打分。通过此方法得出的评价结果与驾驶风格总体吻合度为90%,保守型驾驶人和一般型驾驶人的行驶稳定性中出现交叉;男性驾驶人风格偏保守的较少,行驶稳定性与驾驶风格关联较强,女性驾驶人偏保守风格的占比较大,且行驶稳定性与驾驶熟练度关联较强。