[發(fā)明專利]信號(hào)交叉口電動(dòng)自行車的交通沖突判別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711190404.1
• 申請(qǐng)日: 2017-11-24
• 公開（公告）號(hào): CN107705635B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲昭偉;高雨虹;宋現(xiàn)敏;李志慧;陳永恒;馬林;梁迪;夏英集
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/16
• 分類號(hào): G08G1/16;G08G1/01
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

1.一種信號(hào)交叉口電動(dòng)自行車的交通沖突判別方法，其特征在于，所述的信號(hào)交叉口電動(dòng)自行車的交通沖突判別方法包括步驟如下：

1)同向行駛的電動(dòng)自行車對(duì)之間交通沖突特性的分析：

(1)電動(dòng)自行車對(duì)的間距、相對(duì)速度與速度夾角的統(tǒng)計(jì)特性：

a.計(jì)算相同時(shí)間間隔內(nèi)電動(dòng)自行車對(duì)各自的位移距離，進(jìn)而得到相應(yīng)時(shí)間間隔內(nèi)電動(dòng)自行車對(duì)的速度夾角θ；

b.通過上述時(shí)間間隔內(nèi)兩車的速度及速度夾角計(jì)算得到相對(duì)速度V_xd；

c.以車輛間距L等于0.5m為統(tǒng)計(jì)間隔，計(jì)算多個(gè)軌跡點(diǎn)上相對(duì)速度及速度夾角的平均值；

d.得到車輛間距、相對(duì)速度和速度夾角三者之間的相互關(guān)系；其中：0.5m為車輛靜止時(shí)的橫向安全距離；

(2)電動(dòng)自行車對(duì)的相對(duì)速度變化值、速度夾角變化值的統(tǒng)計(jì)特性：

所述的電動(dòng)自行車對(duì)的相對(duì)速度的變化值與速度夾角的變化值是反映沖突發(fā)生與否以及嚴(yán)重程度的本質(zhì)變量；

2)電動(dòng)自行車交通沖突判別指標(biāo)的確定：

(1)FPET的提出

定義預(yù)期后侵占時(shí)間FPET，即車輛在同一時(shí)刻繼續(xù)維持當(dāng)前的速度與行駛方向，兩車到達(dá)潛在沖突點(diǎn)的預(yù)期時(shí)間之差：

式中：FPET表示預(yù)期后侵占時(shí)間,單位.s；

V_Ai，V_Bi分別表示兩沖突車輛在第i時(shí)刻的速度,單位.m/s；

L_Ai,L_Bi分別表示兩沖突車輛在第i時(shí)刻與潛在沖突點(diǎn)的距離,單位.m；

(2)多元沖突判別指標(biāo)的確定

選擇FPET、相對(duì)速度和間距作為判別沖突類型的核心變量，構(gòu)建基于三者變化值的多元沖突判別指標(biāo)，進(jìn)而提出同向行駛的電動(dòng)自行車對(duì)之間沖突類型判別方法；

3)電動(dòng)自行車交通沖突類型的判別：

(1)交通沖突存在性判別

a.聚類分析

a)使用標(biāo)準(zhǔn)歐式距離和最長距離法對(duì)不同方向上三個(gè)變量的部分樣本值進(jìn)行聚類,進(jìn)而結(jié)合不一致系數(shù)及電動(dòng)自行車實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)確定最優(yōu)分類數(shù)目為兩類；

b)由于數(shù)據(jù)量龐大，所以使用K-means方法對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析；

c)通過對(duì)車輛發(fā)生沖突時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析及FPET的含義可知，F(xiàn)PET變化值ΔFPET越小，且間距變化值ΔL和相對(duì)速度變化值越大，則說明電動(dòng)自行車之間發(fā)生沖突的可能性越高；

b.判別分析

a)對(duì)判別函數(shù)進(jìn)行Wilk檢驗(yàn)，結(jié)果表明sig值小于0.05，所建立的線性判別函數(shù)能夠?qū)深悩颖具M(jìn)行有效區(qū)分，且具有較強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)意義，則得到左轉(zhuǎn)電動(dòng)自行車之間評(píng)價(jià)有無沖突的Fisher線性判別函數(shù)為：

y₂₁＝5.086*x₁+2.442*x₂+0.863*x₃-13.79 (3)

y₂₂＝0.98*x₁+2.366*x₂+0.595*x₃-1.697 (4)

式中：y₂₁，y₂₂表示左轉(zhuǎn)方向上將樣本值代入判別函數(shù)后得到的判別值；

x₁，x₂和x₃分別表示ΔFPET,ΔL和ΔV_xd,單位.s,m和m/s；

b)當(dāng)y₂₁＞y₂₂時(shí)，說明待判樣本屬于有沖突的一類，反之則屬于無沖突的一類；

(2)交通沖突嚴(yán)重性判別

a.臨界ΔFPET的分布特性

核密度估計(jì)是非參數(shù)密度估計(jì)方法中常用的一種，用于估計(jì)未知的密度函數(shù)時(shí)效果較好，對(duì)直行電動(dòng)自行車臨界ΔFPET核密度估計(jì)的擬合流程進(jìn)行分析，結(jié)果表明其最優(yōu)核函數(shù)為Triangle，最優(yōu)帶寬為0.3，概率密度函數(shù)為：

式中：X_i為取自一元連續(xù)總體的臨界ΔFPET樣本，i＝1，2…n；

x為給定的臨界ΔFPET；

I為示性函數(shù)，滿足一定條件時(shí)取1，反之取0；

b.臨界ΔFPET的描述統(tǒng)計(jì)量分析

根據(jù)不同方向上電動(dòng)自行車的臨界ΔFPET服從的最優(yōu)分布函數(shù)，得到臨界ΔFPET的各類統(tǒng)計(jì)值列入表4：

表4臨界ΔFPET統(tǒng)計(jì)表

選擇臨界ΔFPET的均值作為劃分嚴(yán)重沖突的臨界范圍，當(dāng)通過聚類分析確定為發(fā)生沖突時(shí)，直行電動(dòng)自行車對(duì)的臨界ΔFPET在0--0.5862s之間，則判別其沖突類型為嚴(yán)重沖突，否則為非嚴(yán)重沖突；

同理，左轉(zhuǎn)電動(dòng)自行車對(duì)的臨界ΔFPET在0--0.7613s之間，則判別其沖突類型為嚴(yán)重沖突，否則為非嚴(yán)重沖突。