本發(fā)明涉及基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的交通設(shè)計(jì)和交通控制管理研究。
背景技術(shù)：
：國內(nèi)雖也有許多指路信息相關(guān)的研究與探索，但尚未考慮全面結(jié)合微觀駕駛行為和換道行為，針對(duì)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的車載指路信息系統(tǒng)的研究，影響動(dòng)態(tài)指路信息的有效作用。出口匝道上游交織區(qū)存在著大量的交織換道行為，不當(dāng)?shù)膿Q道將導(dǎo)致堵塞和安全事故，若缺乏科學(xué)合理的誘導(dǎo)控制管理，將成為整個(gè)快速路系統(tǒng)中的最薄弱環(huán)節(jié)，因此設(shè)置有效合理的指路信息系統(tǒng)是出口匝道上游交織區(qū)順暢運(yùn)行的基礎(chǔ)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：隨著智能交通和全球定位系統(tǒng)(gps)的發(fā)展，基于移動(dòng)終端的時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)提示成為可能。為此，本發(fā)明目的在于公開一種快速路出口匝道上游車載指路信息優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明技術(shù)方案：一種基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的快速路出口匝道上游車載指路信息設(shè)置優(yōu)化方法，該方法技術(shù)方案表征為：包括以下步驟：s1、根據(jù)本領(lǐng)域已有知識(shí)，暫選取以換道位置、插車間隙作為指標(biāo)來表征對(duì)快速路出口匝道上游交織區(qū)車輛的駕駛行為和換道行為的特性；s2、通過實(shí)地視頻拍攝采集s1中的兩個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)；然后按照實(shí)際路網(wǎng)構(gòu)建駕駛模擬器中的仿真路網(wǎng)，并通過實(shí)驗(yàn)同樣獲取s1中的兩個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)；s3、將s2中實(shí)地獲取的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，不斷調(diào)整駕駛模擬器參數(shù)，直到誤差在可接受范圍內(nèi)，即表示駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)場景構(gòu)建完成并且具有可行性；s4、在s3的基礎(chǔ)上分路測指路信息和車載指路信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)比分析不同指路信息下的駕駛行為和換道行為的差異。用換道和非換道車輛速度、換道車輛減速度和目標(biāo)車道后隨車減速度為表征駕駛行為的指標(biāo)；同時(shí)以換道車輛位置、換道車輛轉(zhuǎn)向角、換道插車間隙和換道時(shí)間為表征換道行為的指標(biāo)。最后根據(jù)駕駛行為和換道行為中不同指標(biāo)所表達(dá)的不同含義，總結(jié)歸納出從效率和安全兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。效率指標(biāo)包括：換道延誤、換道速度降低率、通行能力；安全指標(biāo)包括:換道集中度、換道轉(zhuǎn)向角、換大車輛減速度、換道插車間隙、目標(biāo)車道后隨車輛減速度和最小安全換道距離。所述的換道和非換道車輛速度根據(jù)公式(2)獲得換道速度降低率；所述的換道車輛位置，由換道位置的標(biāo)準(zhǔn)差表示換道位置的集中程度；所述的換道時(shí)間根據(jù)公式(7)、(8)、(9)獲得最小安全換道距離；s5、通過計(jì)算s4中的指標(biāo)，選出效率高，安全性好的最佳車載指路信息設(shè)置方案。(該屬于常規(guī)知識(shí))本發(fā)明可適用于各種不同交通流密度條件下的快速路出口匝道上游車載指路信息的最佳設(shè)置?；谠摲椒軆?yōu)化車載指路信息的提示位置(如700米、1500米、2000米)，對(duì)交通設(shè)計(jì)與控制管理具有積極意義。附圖說明圖1駕駛模擬3d場景構(gòu)建圖圖2指路信息優(yōu)化方法流程圖圖3最小安全距離示意圖具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)介紹。實(shí)施例過程如下：所述步驟s1，具體是通過分析快速路出口匝道上游交織區(qū)特性，得出以換道位置、插車間隙為車輛駕駛行為和換道行為的初步評(píng)價(jià)指標(biāo)；所述步驟s2，具體是通過實(shí)地視頻拍攝采集現(xiàn)實(shí)生活中快速路出口匝道上游交織區(qū)車流量，再人工提取出s1中的指標(biāo)；然后按照實(shí)地路網(wǎng)在駕駛模擬器中進(jìn)行構(gòu)建相同的仿真實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)，并通過實(shí)驗(yàn)同樣獲取s1中的指標(biāo)；所述步驟s3，具體是將s2中實(shí)際獲取的數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，不斷調(diào)整駕駛模擬器參數(shù)，直到誤差在可接受范圍內(nèi)，則可以說明駕駛模擬器是可行的，同時(shí)也表示駕駛模擬器實(shí)驗(yàn)場景構(gòu)建完成。所述步驟s4，具體是在s3的基礎(chǔ)上設(shè)置實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)組分為路側(cè)指路信息和車載指路信息，其中車載指路信息又根據(jù)不同提示位置分為3組不同實(shí)驗(yàn)，具體如下表1。表1實(shí)驗(yàn)場景匯總按照上述實(shí)驗(yàn)，通過駕駛模擬器直接得到駕駛行為和換道行為的7個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)(參看技術(shù)路線圖2)，通過這7個(gè)指標(biāo)得到表征通行效率和安全性的9個(gè)指標(biāo)。我們將指標(biāo)分為通行效率和安全性兩大類，通行效率越高，安全性越大，則表示設(shè)置方案越佳。其中通行效率有3個(gè)指標(biāo)：換道延誤td:非換道時(shí)間與換道時(shí)間的差，秒。td＝tn-tc(1)式中：tc：換道時(shí)間；tn：非換道時(shí)間。換道速度降低率sd:衡量由換道而引起通行能力下降程度的指標(biāo)，如下式式中：sc：換道速度；sn：非換道速度。通行能力：k＝m1+m2*vr+m3*n+m4*v,(4)b＝n1+n2*vr+n3*n+n4*v(5)式中:k、b:影響通行能力的參數(shù)；cw：交織區(qū)通行能力(pcu/h)；lw:交織長度(m)；n：交織區(qū)車道數(shù)；vr：交織比，即交織流量與交織段總流量之比；v：自由流車速(km/h)；m1,m2,m3,m4,n1,n2,n3,n4:回歸系數(shù)。上式中的回歸系數(shù)m1,m2,m3,m4,n1,n2,n3,n4是根據(jù)hcm2000原表(exhibit24-8)中各組數(shù)據(jù)擬合獲得。本部分將基于該基本模型對(duì)各參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。表2模型輸入?yún)?shù)表選取a型交織區(qū)的mi值和ni值(如表3)以及表2中所給出的輸入?yún)?shù)，帶入通行能力計(jì)算公式中進(jìn)行計(jì)算，得到模型參數(shù)k、b的標(biāo)定結(jié)果以及交織區(qū)通行能力的計(jì)算值如表4所示。表3a型交織區(qū)系數(shù)值系數(shù)m1m2m3m4k2.923e-049.541e-05-3.064e-05-7.141e-07系數(shù)n1n2n3n4b1.674e-021.326e-02-1.919e-03-4.184e-05表4模型參數(shù)標(biāo)定值其中安全性有6個(gè)指標(biāo)：換道集中度：指換道位置的集中程度，由換道位置的標(biāo)準(zhǔn)差表示。統(tǒng)計(jì)換道位置即可得到，而換道位置可由駕駛模擬器直接得出換道轉(zhuǎn)向角β：換道過程中，換道車輛的轉(zhuǎn)向角，度。可由駕駛模擬器直接得出換道車輛減速度a1：從決定換道時(shí)刻起至完成換道過程中，換道車輛的減速度變化?？捎神{駛模擬器直接得出換道插車間隙l：換道時(shí)，目標(biāo)車道前后車輛的車頭間距，米。可由駕駛模擬器直接得出目標(biāo)車道后隨車輛減速度a2：目標(biāo)車道跟隨車輛因換道車輛換道而減速運(yùn)動(dòng)的減速度變化情況。由視頻(實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行拍攝)中估算得出最小安全換道距離s(0)：指換道車輛與目標(biāo)車道后隨車輛之間的臨界安全距離，米。假設(shè)換道開始時(shí)刻為t0,換道過程所需時(shí)間為t1。經(jīng)過分析得到最小安全距離模型：式中：t1時(shí)段內(nèi)lo車所行駛的縱向距離；sm：t1時(shí)段內(nèi)m車所行駛的縱向距離；l：車長，通常取5m；β：車輛與道路標(biāo)線的水平夾角。如圖3所示的最小安全距離示意圖。由于在不同交通流狀態(tài)下，車輛換道過程的運(yùn)動(dòng)過程不同，因此下面分別闡述。低密度下：則本車m與目標(biāo)車道后隨車輛lo車的最小換道安全距離為：中密度下：則本車m與目標(biāo)車道后隨車輛lo車的最小換道安全距離為：高密度下：則本車m與目標(biāo)車道后隨車輛lo車的最小換道安全距離為：式中：t1時(shí)段內(nèi)lo車所行駛的縱向速度；vm：t1時(shí)段內(nèi)m車所行駛的縱向速度；t1時(shí)段內(nèi)lo車所行駛的縱向加速度；am：t1時(shí)段內(nèi)m車所行駛的縱向加速度。模型中的參數(shù)均可通過駕駛模擬器得到。所述步驟s5，是對(duì)比分析s4中得到的各通行效率和安全性指標(biāo)，得出最佳的車載指路信息設(shè)置方案。通行效率越高，安全性越好，則此方案為最佳。當(dāng)前第1頁12