[发明专利]基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法及装置，包括：获取所有车辆在每一时刻的微观跟驰参数；提取具有换道行为的车辆并对车辆的换道行为计算换道前后时刻对应的车辆换道指标，并计算换道指标变化比；人工标注换道行为类别标签，通过换道行为所对应的车辆换道指标以及换道指标变化比，确定分类决策函数的计算式；利用分类决策函数确定车辆的换道行为类别，进而得到车辆换道仿真模型分类结果。本发明提供的方法综合考虑换道车辆一定范围内其他车辆的相互作用，对于车辆换道行为评估更加准确可靠，进而对于车辆换道行为划分更加合理，从而实现对车辆换道行为的定指标准确分类。

技术领域

本发明属于智能交通控制领域，具体涉及一种基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法及装置。

背景技术

车辆跟驰(Car-Following，CF)和换道(lane-changing，LC)作为交通流中的两种基本驾驶行为，分别描述了车辆在道路上的纵向和横向相互作用，一直是交通流研究领域关注的热点。车辆跟驰模型由于其考虑的因素较为直观，多集中于当前车道，反映的是车辆的纵向跟车行为，研究众多且成果丰硕。换道模型则由于车辆之间相互作用机理过于复杂而没有一个统一的定论。换道是驾驶过程中最常见同时也是危险程度较高的驾驶行为。根据美国高速公路安全管理局研究数据表明，由于换道过程引发的交通事故在所有统计的交通事故中占比高达27％。由于换道行为对交通运行状态的影响明显，将换道行为纳入交通流理论和建模是至关重要的。而在这个过程中，对于换道行为的分类是重要的基础研究之一，是进行理论建模的根本依据。

目前的研究主要集中于以产生换道需求的原因，对换道行为划分为强制换道和自由换道两种；这一方法在交通场景中取得了较为优异的成果，但是在城市快速路上匝道合流区中并不存在这一方法直接使用的条件，城市快速路上匝道合流区中存在着由于匝道合流需求而不得不进行换道的匝道强制换道车辆及后车为避免前方合流区交通拥堵而进行的换道。因此，可以认为现有技术对于城市快速路上匝道合流区换道类型分类在实际应用中的适应性是不足的。

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提出一种基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法及装置，能够实现对于仿真换道模型的准确高效分类。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明首先提出一种技术方案是：一种基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法，包括如下步骤：

步骤1，基于城市快速上匝道跟驰轨迹数据，获取城市快速上匝道上所有车辆在每一时刻的微观跟驰参数；

步骤2，对于具有换道行为的车辆，根据微观跟驰参数计算车辆换道前一时刻的车辆换道指标以及换道后一时刻的车辆换道指标；

步骤3，根据车辆换道前一时刻和车辆换道后一时刻对应的车辆换道指标计算换道指标变化比；

步骤4，对车辆的换道行为排序并人工标注换道行为类别标签，通过换道行为所对应的车辆换道指标以及换道指标变化比，确定分类决策函数的计算式；

步骤5，利用确定后的分类决策函数划分车辆的换道行为类别，进而得到车辆换道仿真模型分类结果。

进一步地，步骤1所述微观跟驰参数包括车辆位置、车辆所在车道、车辆速度以及加速度。

进一步地，步骤2所述根据微观跟驰参数计算车辆换道前一时刻的车辆换道指标以及换道后一时刻的车辆换道指标，车辆换道指标的计算方法如下：

计算车辆与其跟驰前车的间距、车辆与其跟驰前车的速度差以及车辆与其跟驰后车的速度差，进而计算得到车辆换道指标；计算公式如下：