无信号交叉口非网联与网联车辆驾驶行为特征研究

作     者：夏凯 

作者单位：重庆交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邵毅明

授予年度：2022年

学科分类：08[工学] 0838[工学-公安技术] 

主      题：无信号交叉口 非网联车辆 网联车辆 驾驶行为特征 驾驶模拟器 

摘      要：无信号交叉口作为城市道路交通网络的重要节点,不同方向的车流在此形成交织区,交通事故频发。交叉口处,车辆前方因建筑物等遮挡造成驾驶人视距受限,当采取不恰当的驾驶操作可能会导致车辆之间碰撞事故的发生。随着车联网技术的发展,车车通信可以实现车辆运动信息的交互共享,在一定程度上消除了视野盲区。以往对非网联车辆通过交叉口驾驶行为特征的研究较少,且V2V车辆通过交叉口的数据也很匮乏。基于此,本文研究这两类车辆通过无信号交叉口的驾驶行为特征,以期为交叉口车辆安全、高效通行提供参考依据。本文以城市无信号交叉口交通冲突场景为研究对象。首先,利用Pre Scan仿真软件建立起三维交通场景,基于联机式驾驶模拟设备设计并开展虚拟驾驶试验。然后,在试验数据基础上,结合交叉口驾驶任务理论,揭示了非网联车辆的驾驶行为特征变量分布规律;运用ANOVA方差分析法检验了他车位置、行驶方向等外在因素对驾驶行为影响的显著性;并利用系统聚类分析法对不同的冲突风险等级进行分类,探究了不同冲突风险程度下的驾驶人避让行为机制。最后,针对无信号交叉口的特殊性,开展了基于车车信息共享的网联车辆直行通过无信号交叉口驾驶决策行为研究。本文主要结论如下:非网联车辆驾驶行为特征研究结果表明:(1)驾驶人大都采取制动减速的方式通过交叉口,整个通行过程涉及的区间可分为进入区间、减速区间和加速区间;(2)减速阶段的运行速度与关键位置是驾驶人意图避让冲突的重要驾驶行为特征,驾驶人性别和冲突他车位置对避让行为特征变量影响显著;(3)女性驾驶人期望更长的避让距离,冲突他车的位置影响了最低车速、减速结束位置等变量分布;(4)在不同冲突风险下,驾驶人采取了停车让行、减速避让通行策略,严重冲突风险下速度衰减率在85%以上,轻微冲突风险在50%以下,中度冲突风险居于两者之间。网联车辆驾驶行为特征研究结果表明:(1)车车时距差是影响驾驶人做出减速、加速、匀速通行决策的主要变量;(2)网联车辆获得的位置信息和时距信息对驾驶人避让冲突过程的初始制动位置、减速持续距离和平均减速度等特征变量影响显著,驾驶人提前制动进行避让,减速距离更短,减速过程更平缓;(3)在通过交叉口过程中,网联车辆相对非网联车辆通行效率和安全性显著提升。本文研究了非网联与网联车辆安全通过交叉口的驾驶决策和行为特征,丰富了无信号交叉口驾驶行为理论,为进一步提高交叉口交通安全提供了参考依据。