高速公路預(yù)警是提高高速公路行車安全的重要措施,駕駛行為識(shí)別作為高速公路預(yù)警系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)目前已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。隨著GPS等定位技術(shù)的發(fā)展,利用GPS定位數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)高速公路交通狀況監(jiān)測(cè)和駕駛行為預(yù)警成為現(xiàn)實(shí)。因此開展基于GPS定位技術(shù)的高速公路駕駛行為識(shí)別對(duì)于高速公路駕駛行為的監(jiān)測(cè)和預(yù)警具有重要意義。本文首先對(duì)駕駛行為進(jìn)行了分類并完成了駕駛行為數(shù)據(jù)采集。通過高速公路行車過程分析,將駕駛行為分為自由行駛、跟馳行為、換道行為和超車行為。其中跟馳行為根據(jù)速度和鄰近車道間隙分為高速主動(dòng)跟馳、高速被動(dòng)跟馳、低速主動(dòng)跟馳和低速被動(dòng)跟馳;換道行為根據(jù)目標(biāo)車道分為駛出換道行為和駛回?fù)Q道行為,超車行為根據(jù)超車的方向分為左超車和右超車。利用高精度的GPS設(shè)備,在哈爾濱環(huán)城高速上進(jìn)行了駕駛行為實(shí)車實(shí)驗(yàn),得到了駕駛行為軌跡和視頻數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)處理,獲得了駕駛行為表征參數(shù)。然后利用駕駛行為表征參數(shù),分析了高速公路駕駛行為特性。對(duì)四種跟馳行為的速度與加速度、跟馳距離和時(shí)距、與鄰近前后車的距離進(jìn)行了分析及顯著性檢驗(yàn),得到四種跟馳行為具有差異性;通過對(duì)換道行為的軌跡曲率、換道速度和加速度、換道時(shí)與前后車的車頭時(shí)距的分析,得到駛出換道和駛回?fù)Q道的參數(shù)特征;分析了超車時(shí)的速度和超車距離及時(shí)長特征,用負(fù)指數(shù)函數(shù)擬合了超車速度差與超車時(shí)長和超車距離的關(guān)系。最后運(yùn)用隱馬爾可夫模型理論構(gòu)建了駕駛行為識(shí)別模型,并對(duì)模型進(jìn)行了測(cè)試與檢驗(yàn)。利用駕駛行為基本參數(shù)特性及主成分分析選取了8個(gè)駕駛行為特征參數(shù),針對(duì)每個(gè)駕駛行為建立了一個(gè)隱馬爾可夫子模型,其中超車行為模型為駛出換道和駛回?fù)Q道模型的組合,并設(shè)置了模型的基本參數(shù);通過仿真分析,對(duì)每個(gè)子模型的識(shí)別時(shí)間序列長度、隱含狀態(tài)數(shù)、高斯混合數(shù)和參數(shù)組合進(jìn)行了優(yōu)化;整理駕駛行為數(shù)據(jù),完成了模型的訓(xùn)練。最后利用已分類的樣本測(cè)試得到駕駛行為模型能以較高的準(zhǔn)確率識(shí)別出各個(gè)駕駛行為;利用未分類的樣本測(cè)試得到,在駛出換道和駛回?fù)Q道行為發(fā)生1.0s和1.1s后,模型能準(zhǔn)確識(shí)別出駛出換道行為和駛回?fù)Q道行為。
【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】：2017
【中圖分類】：U495;P228.4
【部分圖文】：

最后形成超車行為。2.2 駕駛行為實(shí)驗(yàn)2.2.1 實(shí)驗(yàn)方法本文利用 TrimbleR8GNSS 系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)包括衛(wèi)星、固定基站、流動(dòng)站接收機(jī)和操作手簿，該系統(tǒng)采用載波相位差分技術(shù)(Real-timeKinematic,RTK)定位，定位精度達(dá) 2.5cm。采用 4 臺(tái)便攜式流動(dòng)站接收機(jī)，將其分別安裝到 4 輛實(shí)驗(yàn)車上，實(shí)驗(yàn)時(shí)駕駛員的生理和心理均不會(huì)受到實(shí)驗(yàn)儀器的影響，可以正常駕駛實(shí)驗(yàn)車輛。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)車中安裝行車記錄儀記錄實(shí)驗(yàn)過程中的各個(gè)駕駛行為和發(fā)生各個(gè)駕駛行為時(shí)周圍車輛的方位信息。實(shí)驗(yàn)中的固定基站有效覆蓋半徑為 20km，實(shí)驗(yàn)路段為哈爾濱市環(huán)城高速公路，高速公路為雙向四車道，試驗(yàn)路段如圖 2-7 所示。高速路部分路段有天橋遮擋，對(duì)定位精度產(chǎn)生影響，故實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在無天橋遮擋的路段。駕駛員根據(jù)駕駛習(xí)慣，演示車道保持、換道駛出和換道駛回及超車四種駕駛行為。實(shí)驗(yàn)時(shí)啟動(dòng)開發(fā)的串口程序，選擇 GPS 流動(dòng)接收機(jī)的接收頻率為 10Hz，將車輛的定位軌跡信息輸出到筆記本中儲(chǔ)存，從而獲取原始數(shù)據(jù)。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文=p（LIF&LPF）=0<0.05，表明跟馳速度的大小在四類跟馳行為中存異，不同速度下的跟馳狀態(tài)是不一致的。表 3-1 跟馳速度統(tǒng)計(jì)表（單位：m/s）類型 均值 標(biāo)準(zhǔn)差 最小值 中值 最高速 28.36 1.43 25.04 28.29 3高速 28.15 2.10 25.02 28.1 3低速 21.56 1.94 16.60 22.11 2低速 22.79 1.42 19.92 23.27 2

圖 3-3 跟馳加速度統(tǒng)計(jì)分布圖不同類型的跟馳加速度進(jìn)行獨(dú)立樣本 T 檢驗(yàn)，定量研究不同類型跟度上的差異性。給定跟馳行為檢驗(yàn)的顯著性水平為 0.05，得到的檢驗(yàn)F& HPF）=0.47>0.05，p（LIF&LPF）=0<0.05，表明主動(dòng)高速跟馳和在加速度上差異不明顯，不具有獨(dú)立性；而加速度在主動(dòng)低速跟馳和中具有顯著性。下來通過 SPSS 軟件，運(yùn)用單因素方差分析方法（One-way ANOVA種跟馳行為在跟馳時(shí)加速度上的差異性。給定顯著水平為 0.05，對(duì)四行分析，得到結(jié)果為四種跟馳行為的加速度滿足方差齊性要求3，p=0.00<0.05，不同的跟馳行為的加速度不同，存在明顯的差異；為進(jìn)行比較，p（HIF&HPF）=0.006<0.05，p（LIF&LPF）=0<0.05，得跟馳行為間的加速度存在差異。表明不同條件下的跟馳行為，駕駛度規(guī)律是不一致的。與其他車輛間參數(shù)特征分析其他車輛間的參數(shù)特征主要為的相對(duì)距離、相對(duì)速度、車頭時(shí)距、方
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2881917