[發(fā)明專利]基于軌跡數(shù)據(jù)的上匝道車輛換道仿真模型分類方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110659080.1
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113361613A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昊;阮天承;周琳婕;董長印;劉曉瀚;左澤文;盧云雪
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q10/06;G06N3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發(fā)明公開了一種基于軌跡數(shù)據(jù)的上匝道車輛換道仿真模型分類方法及裝置，包括：獲取所有車輛在每一時刻的微觀跟馳參數(shù)；提取具有換道行為的車輛并對車輛的換道行為計(jì)算換道前后時刻對應(yīng)的車輛換道指標(biāo)，并計(jì)算換道指標(biāo)變化比；人工標(biāo)注換道行為類別標(biāo)簽，通過換道行為所對應(yīng)的車輛換道指標(biāo)以及換道指標(biāo)變化比，確定分類決策函數(shù)的計(jì)算式；利用分類決策函數(shù)確定車輛的換道行為類別，進(jìn)而得到車輛換道仿真模型分類結(jié)果。本發(fā)明提供的方法綜合考慮換道車輛一定范圍內(nèi)其他車輛的相互作用，對于車輛換道行為評估更加準(zhǔn)確可靠，進(jìn)而對于車輛換道行為劃分更加合理，從而實(shí)現(xiàn)對車輛換道行為的定指標(biāo)準(zhǔn)確分類。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能交通控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于軌跡數(shù)據(jù)的上匝道車輛換道仿真模型分類方法及裝置。

背景技術(shù)

車輛跟馳(Car-Following，CF)和換道(lane-changing，LC)作為交通流中的兩種基本駕駛行為，分別描述了車輛在道路上的縱向和橫向相互作用，一直是交通流研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。車輛跟馳模型由于其考慮的因素較為直觀，多集中于當(dāng)前車道，反映的是車輛的縱向跟車行為，研究眾多且成果豐碩。換道模型則由于車輛之間相互作用機(jī)理過于復(fù)雜而沒有一個統(tǒng)一的定論。換道是駕駛過程中最常見同時也是危險程度較高的駕駛行為。根據(jù)美國高速公路安全管理局研究數(shù)據(jù)表明，由于換道過程引發(fā)的交通事故在所有統(tǒng)計(jì)的交通事故中占比高達(dá)27％。由于換道行為對交通運(yùn)行狀態(tài)的影響明顯，將換道行為納入交通流理論和建模是至關(guān)重要的。而在這個過程中，對于換道行為的分類是重要的基礎(chǔ)研究之一，是進(jìn)行理論建模的根本依據(jù)。

目前的研究主要集中于以產(chǎn)生換道需求的原因，對換道行為劃分為強(qiáng)制換道和自由換道兩種；這一方法在交通場景中取得了較為優(yōu)異的成果，但是在城市快速路上匝道合流區(qū)中并不存在這一方法直接使用的條件，城市快速路上匝道合流區(qū)中存在著由于匝道合流需求而不得不進(jìn)行換道的匝道強(qiáng)制換道車輛及后車為避免前方合流區(qū)交通擁堵而進(jìn)行的換道。因此，可以認(rèn)為現(xiàn)有技術(shù)對于城市快速路上匝道合流區(qū)換道類型分類在實(shí)際應(yīng)用中的適應(yīng)性是不足的。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的在于提出一種基于軌跡數(shù)據(jù)的上匝道車輛換道仿真模型分類方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對于仿真換道模型的準(zhǔn)確高效分類。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明首先提出一種技術(shù)方案是：一種基于軌跡數(shù)據(jù)的上匝道車輛換道仿真模型分類方法，包括如下步驟：

步驟1，基于城市快速上匝道跟馳軌跡數(shù)據(jù)，獲取城市快速上匝道上所有車輛在每一時刻的微觀跟馳參數(shù)；

步驟2，對于具有換道行為的車輛，根據(jù)微觀跟馳參數(shù)計(jì)算車輛換道前一時刻的車輛換道指標(biāo)以及換道后一時刻的車輛換道指標(biāo)；

步驟3，根據(jù)車輛換道前一時刻和車輛換道后一時刻對應(yīng)的車輛換道指標(biāo)計(jì)算換道指標(biāo)變化比；

步驟4，對車輛的換道行為排序并人工標(biāo)注換道行為類別標(biāo)簽，通過換道行為所對應(yīng)的車輛換道指標(biāo)以及換道指標(biāo)變化比，確定分類決策函數(shù)的計(jì)算式；

步驟5，利用確定后的分類決策函數(shù)劃分車輛的換道行為類別，進(jìn)而得到車輛換道仿真模型分類結(jié)果。

進(jìn)一步地，步驟1所述微觀跟馳參數(shù)包括車輛位置、車輛所在車道、車輛速度以及加速度。

進(jìn)一步地，步驟2所述根據(jù)微觀跟馳參數(shù)計(jì)算車輛換道前一時刻的車輛換道指標(biāo)以及換道后一時刻的車輛換道指標(biāo)，車輛換道指標(biāo)的計(jì)算方法如下：

計(jì)算車輛與其跟馳前車的間距、車輛與其跟馳前車的速度差以及車輛與其跟馳后車的速度差，進(jìn)而計(jì)算得到車輛換道指標(biāo)；計(jì)算公式如下：