考虑驾驶员模糊感知的深度学习跟驰模型
2021-04-01李林波李瑞杰邹亚杰
同济大学学报(自然科学版) 2021年3期
李林波,李瑞杰,邹亚杰
(同济大学道路与交通工程教育部重点实验室,上海201804)
跟驰模型的研究对交通安全及通行效率有很大意义。从建模方法角度划分,跟驰模型可分为理论驱动与数据驱动两类[1]。理论驱动类模型按照不同的建模机理,可以进一步分为刺激反应类[2]、安全距离类[3]、心理-生理类[4]、优化速度类[5]、基于期望值的模型[6]等,其优点是可以描述跟驰过程中的某几个显性因素,但对驾驶人的驾驶经验以及模糊感知特性,难以准确刻画。基于此,Yu[7-8]先后将车头间距、相对速度作为驾驶记忆,并改进全速度差模型,得出考虑驾驶记忆可以提高驾驶稳定性,并减少燃油消耗等;Sun[9]将一段时间内本车与前车速度差作为驾驶记忆,用来改进最优速度模型,通过控制论方法提高了驾驶的稳定性。Tang[10]基于最优速度模型,通过设计权重考虑了两个不同时刻的刺激,来模拟驾驶人记忆。由于这些方法只能考虑很少的记忆时刻,同时仅考虑了一个影响因素作为驾驶记忆,当公式变得复杂时,反而会失去理论模型的简洁性。模糊控制类方法[11-12]需要根据人为经验构建模糊控制规则、选取隶属度函数等,从而对数据造成了主观干预。随着大数据技术、人工智能及深度学习的迅速发展,从数据驱动的角度,基于人工神经网络方法,直接对数据样本进行学习并预测,被证明能够更为准确地模拟人的行为特性。Panwai[13]最先构建了简单的反向传播神经网络,基于车上传感器采集的数据对模型进行训练,仿真结果比基于Gipps的模型结果有更高精度,说明了基于神经网络方法在跟驰行为预测上的适用性。……
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