基于自然驾驶数据的换道行为辨识与安全风险评价方法研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:knh1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
换道行为是交通流中最主要的驾驶行为之一,也是引发交通事故和交通拥堵的重要原因之一。根据道路交通事故数据统计发现,变更车道所导致的事故伤亡程度在各种驾驶行为中位居前列。为改善驾驶人换道过程中的行车安全性,完善主动安全技术,本文对驾驶人换道行为辨识及换道安全风险评价方法展开研究。基于自然驾驶数据对换道过程中车辆运行状态数据以及周边环境状态数据等进行分析,确定驾驶人换道意图表征指标并制定换道安全风险评价等级,提出了基于数据驱动的换道行为辨识及换道安全风险评价方法。本文的主要研究内容如下:首先,利用加装毫米波雷达以及摄像头等数据采集设备的乘用车辆,采集驾驶人在真实交通环境下的驾驶数据,通过对数据进行筛选和预处理,得到430个换道行为事件作为换道行为数据集,为后文研究提供数据支撑。随后,基于自然驾驶数据对城市道路换道行为进行分析,初步确定驾驶人换道意图表征指标以及换道安全风险评价等级划分标准。通过分析车辆运行状态参数以及交通环境状态参数在车道保持阶段以及换道意图阶段的变化规律,初步确定驾驶人换道意图表征指标;基于时间度量指标和距离度量指标对换道安全风险进行分析,同时从自然驾驶数据中筛选出接近碰撞(Near-crash)事件来代替真实换道事故,建立换道安全风险混合评价指标并制定适用于城市道路交通环境的换道安全风险等级划分标准。接着,基于自然驾驶数据以及换道行为特性分析结果开展换道行为辨识方法研究。基于LARS-Lasso算法筛选出与驾驶人换道意图相关性高的表征指标,然后将筛选后的数据集代入SVM(Support Vector Machine)模型进行训练,得到换道意图识别模型;结合换道意图识别模型结果及车道偏移量变化率,构建基于逻辑回归算法的换道行为判别模型,利用混淆矩阵、ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线验证了模型的有效性;基于长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)算法分别构建横向轨迹预测模型以及纵向轨迹预测模型,进而得到车辆的预测换道轨迹。然后,综合考虑换道安全风险分析结果、换道行为判别模型以及换道轨迹预测模型,构建换道安全风险评价模型。基于换道安全风险分析结果以及换道行为辨识方法中相关模型指标,筛选出换道安全风险评价相关表征指标,利用PCA(Principal Component Analysis)及RF(Random Forest)组合算法构建换道安全风险评价模型,采用对比验证以及交叉验证等方法对模型性能进行验证。最后,利用自然驾驶数据构建换道行为测试数据集,提取未用于模型训练的换道行为样本对换道安全风险评价模型进行实例验证,证明了换道安全风险评价模型的有效性和实用性。
其他文献
为了缓解日益增长的交通压力,世界上许多主要城市都在大力发展城市轨道交通系统,尤其是开发和利用城市地下轨道交通系统(地铁)。在早期城市规划中由于没有考虑地铁线路,目前城市建设者们遇到的一个常见的挑战是新的地下隧道穿越现有桥梁桩基。这种穿越不仅增加了隧道施工的难度,还可能危及既有桥梁的安全使用。因此,研究隧道施工对周围桥梁桩基的影响具有十分重要的意义。本文以武汉市某地铁施工项目为工程背景,借助有限差分
学位
目前沥青路面的早期损坏较为严重,车辙、裂缝等破坏时有发生,常常导致路面在远未达到设计使用年限的时候便需要进行大规模的维修养护,不仅影响了运营的安全,而且使得路面使用寿命大幅降低。为了改善沥青路面的抗裂与抗车辙性能,提高其使用寿命,本文探究用普通材料组合来达到目前常用手段不能解决的问题,即将土工格室加筋于沥青混凝土,依靠三维土工格室良好的侧向约束和限制作用来形成一层刚度和强度较大的加筋复合结构,最终
学位
长江航运是推动长江经济带发展的动力,确保航运安全是促进长江航运业发展的基本保障。长江干线内河船员作为长江航运的主力军,具备合格的胜任能力是实现航运安全的关键。大量航运事故表明,船员胜任能力不强是造成内河航运事故的主要原因,提高船员职业胜任能力是长江航运业高质量发展和船舶安全通航的基石。内河船舶通航情况复杂,船员能否胜任船上工作不能仅根据其持证情况判断,还要考虑船员多方面的综合素质水平。科学客观的评
学位
近年来,我国经济发展的空间结构正在发生深刻变化,产业转移和要素流动不断重塑着经济格局,中心城市和城市群正成为承载发展要素的主要空间载体。城市群是推动经济发展的辐射源,客流是实现各种生产要素空间流动的主要载体,对于促进区域间人口流动、知识共享、技术交流、创新协同发展等具有重要作用。长江中游城市群是长江经济带的重要组成部分、促进中部地区崛起战略的重点区域,在中国区域发展格局中占有重要地位。因此合理认识
学位
长江经济带是我国综合实力最强、战略支撑作用最大的区域之一,交通运输业作为支撑社会经济发展的基础性和先导性产业,加强综合交通运输体系建设是长江经济带在发展过程中的必然要求。随着我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段,必须推动经济发展效率变革,提高全要素生产率。在此背景下,对长江经济带综合交通运输效率进行研究显得尤为必要。本文在利用Super-SBM-Malmquist模型测算长江经济带综合交通运输
学位
湖北作为交通强国建设首批试点省之一,当前已经进入加快交通强省建设的发力时期。其中交通强省的基本要求指出湖北交通需要具有高水平的运输生产效率和生产力,要将重心从追求运量规模增长转变为追求效益效率的提升。同时公路运输水平作为湖北交通运输发展中至关重要的一环,将直接影响湖北交通强省战略的实施。在此背景下,对湖北公路运输效率进行研究,明确当前湖北公路运输效率水平及其相关影响因素,并提出相关对策建议,对湖北
学位
航运市场的高度开放性决定了其兴衰走势与市场环境变化联系密切。近年来复杂多变的全球经济贸易格局,使得航运市场环境愈发复杂,航运市场运价波动愈发剧烈,航运市场参与者面临的风险愈发严峻。航运市场中干散货运输占比大,其中又以煤炭为主要货种,作为我国主要能源的煤炭在未来一段时期仍将在航运市场中占据重要地位。因此以煤炭航运市场为切入点,研究国内煤炭航运运价的波动特征,探寻看似随机的波动中的规律性,对航运市场参
学位
城市水下隧道作为城市交通的重要通道,可以有效缓解城市区域间交通压力、优化城市交通网络。与公路隧道不同,城市水下隧道功能特殊、交通量大,除隧道主线出口外,还设置多个出口匝道进行交通疏解。相较于地面道路出口匝道,城市水下隧道出口匝道空间封闭,驾驶人视线受到侧壁的严重影响,无法预判匝道线路走向,驾驶人在驶离主线过程中需要更多的注意力关注线形变化以及交通信息,存在更大的驾驶负荷和心理压力。相较于普通地下通
学位
随着互联网与人工智能等行业的快速发展,车辆智能网联技术将成为实现未来交通可持续发展战略目标的重要支柱。在人工驾驶车辆完全过渡到智能网联车辆的过程中,必将出现两者混合构成“异质交通流”的初级阶段。不同驾驶主体、多种跟驰规则的交互作用导致异质交通流与由单一驾驶主体构成的传统纯人工驾驶交通流相比在跟驰间距、跟驰速度与响应时间等微观跟驰特性方面存在显著差异,从而引发异质交通流宏观运行演化特征的复杂变化。鉴
学位
随着汽车保有量的不断增加,我国众多高速公路的通行能力已经无法满足交通运输需求,并且一定程度上制约了地区经济发展,很多早期修建的高速公路需要进行改扩建。高速公路改扩建期间,由于道路及交通条件发生明显变化,尤其在合流区这种存在频繁变道的复杂路段,交通安全问题会愈加突出,成为管理部门亟待解决的安全难题。故本文将对高速公路改扩建施工区合流段这一特殊场景展开交通冲突研究,为解决相关安全难题提供理论与实践依据
学位