基于NGSIM数据的车辆变道行为博弈模型

发布时间：2017-08-08 03:15

  本文关键词：基于NGSIM数据的车辆变道行为博弈模型

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【摘要】：车辆跟驰和变道行为共同构成机动车驾驶入的基本驾驶行为。然而车辆变道造成交通事故概率高,且容易导致交通流延误甚至交通拥堵,是交通流领域研究热点问题之一。本文首先,选取对称指数移动平均法处理NGSIM车辆轨迹数据,以拥堵路段单次变道行为作为研究对象,根据变道意图将其分为自由变道和强制变道两类,并对二者宏观特性进行统计分析,得到：1)自由变道次数随交通流量增加而降低；2)50%以上自由变道以追求更高速度为目的;3)强制变道行为集中发生在集散车道中段等结论。其次,通过对相对速度的判断,提取变道过程中的博弈数据,采用二项Logistic回归模型确定影响变道决策的显著性因素,并分别建立非合作博弈模型与合作博弈模型,最终利用极大似然估计法对模型参数进行标定。结果表明,用博弈理论解释拥堵路段车辆变道决策过程较为合理,车辆变道博弈存在合作机制,且强制变道合作性强于自由变道。最后,分析变道执行阶段变道时间和横向移动轨迹,通过制定变道执行阶段起终点的时空约束条件,提取了完整的单次变道行为参数,发现拥堵路段车辆变道时间服从对数正态分布且平均变道时间约为6.8s：在提取变道时间显著性影响因素基础上,构建了BP神经网络模型对变道时间进行预测：通过结合5次多项式轨迹拟合模型实现了对变道横向移动位置预测,且拟合优度在0.72以上。
【关键词】：驾驶人 车辆变道 NGSIM数据提取 博弈模型 时间预测 多项式轨迹拟合
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 车辆变道统计分析11-12
• 1.2.2 车辆变道博弈行为12-14
• 1.2.3 变道执行阶段特性14-15
• 1.3 研究内容与技术路线15-18
• 1.3.1 主要研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 2 车辆变道行为基本理论18-26
• 2.1 车辆变道18-21
• 2.1.1 车辆变道及驾驶员类型18-19
• 2.1.2 车辆变道阶段划分19-20
• 2.1.3 变道时间及变道轨迹20-21
• 2.2 博弈论21-25
• 2.2.1 博弈基本要素及类型21-23
• 2.2.2 纳什均衡23
• 2.2.3 变道博弈基本类型23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 3 数据选取与变道宏观特性分析26-38
• 3.1 NGSIM轨迹数据选取与预处理26-33
• 3.1.1 轨迹数据选取26-28
• 3.1.2 轨迹数据平滑处理28-33
• 3.2 路段变道宏观基本特性分析33-37
• 3.3 本章小结37-38
• 4 变道决策博弈模型38-54
• 4.1 变道博弈基本要素38-40
• 4.2 变道博弈数据提取40-45
• 4.3 变道博弈模型建立45-46
• 4.4 变道博弈影响因素分析46-50
• 4.5 模型求解50-53
• 4.6 本章小结53-54
• 5 变道执行阶段微观特性分析54-70
• 5.1 变道时间54-61
• 5.1.1 变道时间提取54-56
• 5.1.2 变道时间分布56-58
• 5.1.3 变道时间预测58-61
• 5.2 变道轨迹61-69
• 5.2.1 换道轨迹拟合模型选取61-64
• 5.2.2 多项式轨迹拟合模型64-66
• 5.2.3 车辆横向移动轨迹预测66-69
• 5.3 本章小结69-70
• 6 结论与展望70-72
• 6.1 主要研究结论70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 参考文献72-76
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果76-78
• 学位论文数据集78

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1 张颖达;基于NGSIM数据的车辆变道行为博弈模型[D];北京交通大学;2016年

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本文编号：637983