申请/专利权人：东南大学

申请日：2021-06-15

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN113361613B

主分类号：G06F18/241

分类号：G06F18/241;G06F18/214;G06F17/10;G06F30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2021.09.24#实质审查的生效;2021.09.07#公开

摘要：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。

主权项：1.一种基于轨迹数据的上匝道车辆换道仿真模型分类方法，其特征在于，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；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： 式中，n表示车辆的序号；Nj为车道j上车辆序号集合；j为车道序号，J为车道集合；i为时间序列号，I为时间序列集合；ldi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆与前车的跟驰间距；Xi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆的位置；Xi,j,n-1为第i秒车道j上第n-1辆车辆的位置；lvi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆与前车的跟驰速度差；Vi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆的速度；Vi,j,n-1为第i秒车道j上第n-1辆车辆的速度；Vi,j,n+1为第i秒车道j上第n+1辆车辆的速度；rvi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆与后车的跟驰速度差；Ei,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆的车辆换道指标，a、b和c为车辆换道指标的计算参数；步骤3，根据车辆换道前一时刻和车辆换道后一时刻各自对应的车辆换道指标计算换道指标变化比；所述换道指标变化比，计算公式如下： 式中，Ei-1,j,n为第i-1秒车道j上第n辆车辆的车辆换道指标；Ei,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆的车辆换道指标；gi,j,n为第i秒车道j上第n辆车辆的换道指标变化比；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4.1：预设车辆换道指标的计算参数a、b和c的值；步骤4.2：构造约束最优化表达式，并判断约束最优化表达式是否收敛；若收敛，则执行步骤4.3；否则，利用极大似然估计法修正车辆换道指标的计算参数a、b和c的值，重复步骤4.2，直至约束最优化表达式收敛或达到迭代时间；所述约束最优化表达式如下： αp≥0,p＝1,2,…,Nyp＝{-1,+1},p＝1,2,…,N式中，α为拉格朗日算子，p、q分别表示不同的换道行为；N表示发生换道行为的数量；αp、αq分别表示约束最优化表达式参数；yp表示第p次换道行为的类别标签值；yq表示第q次换道行为的类别标签值；kp＝[Epa,Epb,gp]表示由第p次换道行为的车辆换道指标和换道指标变化比组成的换道指标向量，Epa表示第p次换道行为中换道前一时刻的车辆换道指标，Epb表示第p次换道行为中换道后一时刻的车辆换道指标，gp表示第p次换道行为的换道指标变化比；kq＝[Eqa,Eqb,gq]表示由第q次换道行为的车辆换道指标和换道指标变化比组成的换道指标向量，Eqa表示第q次换道行为中换道前一时刻的车辆换道指标，Eqb表示第q次换道行为中换道后一时刻的车辆换道指标，gq表示第q次换道行为的换道指标变化比；步骤4.3：对步骤4.2所述约束最优化表达式求解最优解： 式中，α*表示最优解拉格朗日算子集合；表示最优解的第M个拉格朗日算子；M表示拉格朗日最优解的数量；T表示转置计算；步骤4.4，计算分离权重和偏置值，并得到分离超平面的表达式，进而得到分离决策函数的计算式；其中，分离权重和偏置值的计算公式如下： 式中，w*表示分离权重；b*表示偏置值；表示最优解拉格朗日算子集合中的第c个拉格朗日算子；分离超平面的表达式如下：w*·x+b*＝0分离决策函数的计算式如下：fx＝signw*·x+b*式中，fx表示分离决策函数；x表示由换道行为的换道指标和换道指标变化比组成的换道指标向量；sign表示符号函数；其中，符号函数结果为+1时，表示自由换道；符号函数结果为-1时，表示强制换道；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。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 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

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