滕逸伟

摘 要：随着机动车保有量的急剧增加，频繁的变道驾驶行为所引起的交通事故层出不穷，变道驾驶行为是驾驶行为中较为复杂的一类，国内外学者通过建立车道变换模型，结合方向盘转速对驾驶员的变道行为进行预判，为构建智能辅助驾驶系统提供依据，通过考虑驾驶人自身的特征，可以更好地反映实际情况下的变道模型。

关键词：变道驾驶;车道变换模型;方向盘转速;驾驶人特性

中图分类号：U91 文献标识码：A

0 引言

随着社会和经济的发展速度加快，机动车保有量呈现出逐年上涨的趋势，以致于路段交通量越来越大，针对较为拥挤的区域，驾驶人为了能够快速达到目的地，车辆变道行为愈加频繁，变道行为所引起的交通事故也层出不穷。国内外学者通过对驾驶过程中的变道行为进行建模，并根据车辆自身特性进行预测以保证车辆行驶的安全。

1 国内研究现状

吴斌基于中国自然驾驶工况数据，对紧急工况下驾驶员的转向变道行为特征规律了进行研究，结合高斯函数拟合的转向基元来表征各个阶段的转向行为，表征驾驶员转向行为的一般特征，同时每个转向基元都是一个开环模型，可以结合行驶过程中方向盘的最高转速从而预判驾驶员的转向行为[1]。

通过将单个转向基元中所建立的方向盘最高转速与转角变化之间的线性关系模型，通过持续时间恒定逐渐逼近真实驾驶过程，提高预测的准确性，为紧急辅助系统的建立提供了参考依据。

吴斌通过研究驾驶员在紧急变道过程中各个阶段的特征以及车辆状态，提出了驾驶员紧急转向变道模型。并结合远近目标点理论分析方法，将整个转向变道阶段分为了避撞侧移阶段以及稳定阶段。

避撞和侧移阶段模型：

式中：为车辆位置与近点的角度偏差;表示近点距离车前端的水平距离，避撞和侧移阶段取值不同，在避撞阶段选取为两车之间的距离，在侧移阶段选取=10 m;根据道路宽度的国家标准，考虑实际行驶情况进行选取。

该阶段所需方向盘转速如下所示：

式中：为增益参数，对每个驾驶员都有所不同，表征了驾驶员对于车辆和环境的综合感知程度，在避撞和侧移阶段取值有所变化。

稳定阶段远点阶段模型：

文中假定前端中点坐标，目标远点坐标为，则车辆行驶方向与目标远点间的角度差为：

式中：表示远点距离车前端的水平距离;根据道路宽度的国家标准，考虑实际行驶情况进行选取。

该阶段所需方向盘转速如下所示：

式中：表示增益参数。

通过数据对增益因子特性的分析，很好地预测自然驾驶中的紧急转向变道行为，但仅通过50例紧急转向案例对转向变道模型进行拟合验证以找出所对应的增益因子的关系存在一定的局限性，增益因子还受到环境因素、驾驶员特征等各方面的影响，简单考虑并无法表征多方面的影响因子。

朱西产[3]根据自然驾驶数据，提出了驾驶员在紧急变道行为过程中的一种开环模型，选取方向盘转角和方向盘转角变化率作为变道紧急程度的参考条件，分析紧急变换车道的持续时间，利用自然驾驶行为中50百分位駕驶员紧急变道工况的驾驶数据，拟合出了最大方向盘转角与最大方向盘转角变化率之间的线性关系。其中，在一定假设前提下，车辆在紧急变道过程中方向盘转角为：

式中：定义驾驶员变道过程中方向盘转角峰值参数;表示变道持续时间参数;表示驾驶员的反应时间;表示紧急变道所持续的时间。

验证模型输出结果接近于驾驶员真实操作结果，但在初始状态下车辆的侧向加速度、速度、位移以及方向盘转角等都为零，与实际运行状况存在一定的差异。

徐锦强[4]提出为微观交通仿真建立可靠合理的车道变化模型以提高交通仿真的精度。采用高空摄像法进行数据采集工作，并针对采集到的数据进行修正。并提出了期望车道，进一步分析了期望车道的分布。龚津[5]指出出租车相对其他车辆而言，具有上下车、停靠频繁的特性，行车过程中加速、减速的频率相对较高。通过建立出租车驾驶员变道行为因果结构方程模型，得出出租车驾驶员年龄与个人预期收入是频繁变道行为的主要影响因素。

李星星[6]提出，针对仿真软件当中的变道模型加入攻击性驾驶行为的评价，利于提升交通影响评价分析的准确性。通过将车道变化过程中的切入、利用路肩超车和鸣笛等攻击性驾驶行为纳入到车道变换的各个环节，以进一步优化微观交通仿真，以尽可能表征实际变道过程中的攻击性驾驶行为。

2 结论

目前国内外有许多关于车辆换道模型构建的研究，大多数研究根据自然驾驶数据进行拟合仿真，并以此作为输入得到输出，此类研究中并未考虑到区域性特征所引起的差异，没有考虑驾驶人自身的特性，引入驾驶人自身的特性以及车辆特性与变道行为之间的相互关系，可以更好地描述变道实际行为过程，构建一个更为安全的交通体系。

参考文献：

[1]吴斌，朱西产，沈剑平，等.自然驾驶工况的驾驶员紧急转向变道行为[J].同济大学学报（自然科学版），2017，45（04）：554-561.

[2]吴斌，朱西产，沈剑平.基于自然驾驶数据的驾驶员紧急转向变道模型[J].同济大学学报（自然科学版），2019，47（11）：1618-1625.

[3]朱西产，刘智超，李霖.基于自然驾驶数据的驾驶员紧急变道行为开环模型[J].汽车安全与节能学报，2015，6（04）：328-332.

[4]徐锦强，陈竹师，丁艺.基于驾驶行为的车道变换模型研究及仿真[J].华东交通大学学报，2011，28（06）：68-72.

[5]龚津.基于SEM的出租车驾驶员变道行为研究[D].西南交通大学，2016.

[6]李星星.车道变换过程中的攻击性驾驶行为研究[J].交通标准化，2014，42（11）：7-10+14.