隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、居民生活水平的提高,有限的道路資源已無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的交通需求,由此產(chǎn)生了交通擁堵、交通事故頻發(fā)等一系列交通問(wèn)題,給人們帶來(lái)諸多不便,同時(shí)也嚴(yán)重制約著城市發(fā)展。車輛跟馳行為和換道行為是車輛運(yùn)行的兩種基本行為,但車輛換道行為因其運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,所涉及的交通因素較多,且執(zhí)行過(guò)程中容易產(chǎn)生交通沖突,引發(fā)道路交通事故,從而降低道路交通系統(tǒng)的安全性。因此,有必要明確道路系統(tǒng)中車輛換道行為的動(dòng)態(tài)特性及其對(duì)車流運(yùn)行的影響機(jī)理,從而尋找解決措施并加以正確地引導(dǎo)。論文首先系統(tǒng)描述了車輛換道原因和換道基本形式,從駕駛員交通特性、車輛因素、道路因素和交通環(huán)境四個(gè)方面對(duì)影響駕駛員換道的因素進(jìn)行了分析。在定量分析的基礎(chǔ)上,通過(guò)視頻錄像法和問(wèn)卷調(diào)查法,收集了哈爾濱市不同路段、不同換道形式的交通流數(shù)據(jù),并結(jié)合問(wèn)卷數(shù)據(jù)對(duì)駕駛員駕駛特性進(jìn)行了劃分,對(duì)不同類型駕駛員的換道意愿及其目的做了統(tǒng)計(jì)。針對(duì)現(xiàn)有元胞自動(dòng)機(jī)模型中存在的略前車速度、將車輛的換道行為視為瞬時(shí)完成的駕駛行為以及換道規(guī)則過(guò)于單一等問(wèn)題,在明確模糊控制理論在車輛換道行為決策描述方面的適用性的前提下,建立了基于模糊控制理論的駕駛員主觀換道模型和強(qiáng)制換道模型。主觀換道模型和強(qiáng)制換道模型均是從駕駛員換道意圖的產(chǎn)生以及后車駕駛員是否接受換道請(qǐng)求兩個(gè)層面進(jìn)行模糊推理建模,并通過(guò)MATLAB仿真平臺(tái)對(duì)所建模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。通過(guò)將系統(tǒng)輸出的流量、換道次數(shù)等數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)比,并計(jì)算誤差,驗(yàn)證模型模擬駕駛員換道決策過(guò)程的有效性。通過(guò)本文的研究,分析得到了城市道路車輛換道行為的發(fā)生條件及其分類,給出了影響駕駛員換道的主要因素;通過(guò)對(duì)哈爾濱市不同路段交通量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì),量化了交通量、車道位置、車道密度差對(duì)不同類型換道行為的影響;最后基于兩種不同形式換道行為的特征,分別建立了駕駛員主觀換道模型和強(qiáng)制換道模型,仿真結(jié)果表明,模擬能有效模擬駕駛員換道決策過(guò)程以及該種換道策略下的交通流運(yùn)行狀態(tài)。本文研究成果可為管理部門(mén)規(guī)范駕駛員駕駛行為、制定緩解交通擁堵、提高交通流運(yùn)行效率與安全性的管理措施提供理論依據(jù),也可以為開(kāi)發(fā)駕駛員換道輔助系統(tǒng)提供技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U491
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文第1章 緒 論1.1 研究背景和意義1.1.1 研究背景在汽車保有量不斷增加，GDP 不斷增長(zhǎng)的情況下，城市道路交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)最受關(guān)注的問(wèn)題之一，其發(fā)生的頻率之高，持續(xù)的時(shí)間之長(zhǎng)，已經(jīng)對(duì)人們的正常生活、出行效率造成較為嚴(yán)重的影響。由高德地圖發(fā)布的《2017 年度中國(guó)主要城市交通分析報(bào)告》[1]中指出，與 2016 年相比，有 22%的城市擁堵問(wèn)題出現(xiàn)上漲趨勢(shì)；另外對(duì)于北京、上海、天津、南京這些一線城市，交通擁堵問(wèn)題開(kāi)始由中心城區(qū)向外圍擴(kuò)散。呼和浩特、合肥以及長(zhǎng)春首次進(jìn)入年度前十，圖 1-1給出了 2017 年度城市交通擁堵前 10 名。

為了定量分析交通流對(duì)換道行為的影響，本章進(jìn)行了換道行為基本參數(shù)的采集。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，得出自由換道和強(qiáng)制換道過(guò)程中關(guān)鍵參數(shù)的特征及差異。數(shù)據(jù)采集包括兩部分內(nèi)容，第一類為基礎(chǔ)的交通流數(shù)據(jù)，即交通量、車輛平均運(yùn)行速度和交通流密度。第二類為換道特征數(shù)據(jù)，包括車輛的運(yùn)行速度、換道頻率以及換道時(shí)間、換道前后兩車道的密度變化情況等。3.1 調(diào)查方案與數(shù)據(jù)提取3.1.1 調(diào)查方法本文數(shù)據(jù)獲取的主要方法為視頻采集法。通過(guò)在天橋上架設(shè)攝像機(jī)，對(duì)準(zhǔn)所要調(diào)查的路段進(jìn)行拍攝獲取視頻數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的人工觀測(cè)相比，視頻采集法能在一定程度上節(jié)省人力物力，并且可以結(jié)合視頻處理軟件反復(fù)對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)，從而獲得較為精確的數(shù)據(jù)。視頻采集法還可以連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間記錄較大范圍內(nèi)的交通流運(yùn)行特性以及單個(gè)車輛的微觀行為特性（如跟馳、換道、超車等）。本文在哈爾濱市三大動(dòng)力路天橋上以及黃河路至文昌高架路段天橋上分別架設(shè)攝像機(jī)對(duì)路段上的車輛進(jìn)行拍攝。圖 3-1 給出了視頻采集法攝像機(jī)架設(shè)示意圖。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文為雙向四車道，主路與與輔路有綠化帶隔離，所選路段無(wú)出入口，可以認(rèn)為車輛在該段道路上的換道行為駕駛員主觀換道行為。所選黃河路為城市主干道，雙向六車道，該路段中有的車輛需要通過(guò)換道上高架，有的車輛需要通過(guò)換道進(jìn)入地面道路因此可以將該段道路的車輛變道行為看成強(qiáng)制換道（由于目的地驅(qū)使）。調(diào)查路段情況如圖 3-2 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2864458