一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法技术

本发明专利技术公开了一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法，包括：1、采集快速路合流区车辆轨迹数据；2、建立各危险驾驶行为度量指标和阈值；3、求解危险驾驶行为权重和特征值，确定车辆危险驾驶行为程度；4、根据危险程度判断驾驶人综合危险驾驶行为的风险等级，并给出适当控制措施；5、根据快速路合流区行车变化，循环上述步骤。本发明专利技术可以有效地识别城市快速路合流区车辆的危险驾驶行为，通过分析危险驾驶行为严重程度判断车辆危险风险等级，精准定位高风险驾驶人并实时给出控制措施，降低城市快速路合流区车辆危险驾驶行为风险，减少路段事故的发生率，使车辆可以更安全、更平稳通过城市快速路合流区，从而提高路段交通安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法


[0001]本专利技术属于智能交通安全领域，尤其涉及城市快速路合流区的危险驾驶行为领域，具体是一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法。

技术介绍

[0002]城市快速路合流区在城市道路网络中具有重要的作用，它们是连接城市内部不同地区的快速交通干道，可以缓解城市交通压力，提高交通运输效率。然而，由于城市快速路合流区道路构造形式不同于其他路段，其交通流特性与基本路段截然不同，当车辆保持较高速度从普通路段和匝道进入合流区域，合流区道路线形改变、车道改变、汇入车辆增多，均会对驾驶人造成较大心理负荷。并且，车辆在合流区内存在大量加减速和换道行为，使得车辆运行状态复杂多变。因此，驾驶人在交织区的紧张程度高于普通路段，易产生较为危险的驾驶操作，导致合流区域交通事故频发，造成路段拥堵，降低城市道路运输效率。
[0003]另外，传统的管理和监督方式往往难以对急变道、急变速等危险驾驶行为进行甄别和监控，其驾驶行为不被判定为违章行为，但会导致驾驶人产生危险的驾驶操作，从而发生交通事故。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服现有技术存在的不足之处，提出了一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法，以期能从城市快速路合流区车辆轨迹数据出发，掌握车辆行车行为变化规律，建立各危险驾驶行为特征参数和阈值，并通过分析危险驾驶行为严重程度判别车辆危险驾驶行为的风险等级，主动精准识别高风险驾驶人，实时给出控制措施，降低城市快速路合流区车辆危险驾驶行为风险，使车辆可以更安全、平稳通过城市快速路，从而提高路段交通安全性。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法的特点是应用于单向三车道的快速路合流区道路上，并将快速路合流区道路上同向的三条车道由内向外分别记为第一车道、第二车道、第三车道，且在所述第三车道的外侧设置有入口匝道，所述判别方法包括以下步骤：
[0007]步骤1、以入口匝道的出口处的下游长度为L
c
的快速路道路作为快速路合流区；
[0008]以入口匝道与快速路合流区上游相接处为原点，车辆的行驶方向为Y轴的正方向，以与Y轴垂直的方向为X轴方向，建立平面坐标系；
[0009]所述快速路合流区是以原点为起点，以Y轴上的横坐标Y
L
为终点且长度为L
c
的矩形区域；
[0010]步骤2、令Δt表示相邻时刻的间隔，令观测总时间为T，令当前时刻为t，且t∈T；
[0011]获取t时刻的车辆轨迹信息，获取t时刻第j辆车中心点的位置坐标和获取
t
‑
Δt时刻第j辆车中心点位置的位置坐标和获取t+Δt时刻第j辆车中心点的位置坐标和获取t时刻第j辆车的瞬时速度V
j
(t)和加速度a
j
(t)；
[0012]步骤3、令危险驾驶行为包括：超速行为、急打方向、急变道、急变速，并建立危险驾驶驾驶行为的度量指标和阈值；
[0013]步骤3.1、根据式(1)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的速度度量指标W
1j
(t)，用于表征超速行为的特征参数；
[0014]W
1j
(t)＝V
j
(t)
ꢀꢀ
(1)
[0015]步骤3.2、根据式(2)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的偏航角θ
j
(t)；
[0016][0017]步骤3.3、根据式(3)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的转向稳定性度量指标W
2j
(t)，用于表征急打方向的特征参数；
[0018][0019]步骤3.4、根据式(4)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的横向稳定性度量指标W
3j
(t)，用于表征急变道的特征参数；
[0020][0021]步骤3.3、根据式(6)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的纵向稳定性度量指标W
4j
(t)，用于表征急变速的特征参数；
[0022][0023][0024]步骤3.6、将W
1j
(t)、W
2j
(t)、W
3j
(t)、W
4j
(t)中的任意一个度量指标记为t时刻第j辆车的第i种危险驾驶行为的度量指标W
ij
(t)，i＝1,2,3,4；
[0025]设定第i种危险驾驶行为特征参数的阈值为W
i*
，其中，急打方向的特征参数的阈值W
2*
是由式(7)确定；
[0026]W
2*
＝U+1.5I
ꢀꢀ
(7)
[0027]式(7)，U表示急打方向的特征参数W
2j
(t)的上四分位数，I表示四分位差；
[0028]步骤4、确定车辆危险驾驶行为程度；
[0029]步骤4.1、根据式(8)确定t时刻第j辆车存在第i种危险驾驶行为的程度E
ij
(t)：
[0030][0031]步骤4.2、根据式(9)得到观测总时间T下第j辆车存在第i种危险驾驶行为程度的均值S
ij
；
[0032][0033]步骤4.3、对S
ij
进行归一化处理，得到归一化后的均值S
′
ij
；
[0034]步骤5、通过CRITIC赋权法来确定第i种危险驾驶行为的占比；
[0035]步骤5.1、根据式(10)得到决策矩阵X；
[0036][0037]式(10)中：m为观测总时间T下快速路合流区的车辆总数；n表示危险驾驶行为的种类数；
[0038]步骤5.2、根据式(11)计算第i种危险驾驶行为所包含的信息量C
i
；
[0039][0040]式(12)中，δ
i
表示决策矩阵X中第i个列向量的标准差，r
μ,i
表示第i种危险驾驶行为与其他危险驾驶行为之间的相关系数；
[0041]步骤5.3、根据式(12)确定第i种危险驾驶行为的权重ω
i
；
[0042][0043]步骤6、确定危险驾驶行为的危险等级，，包括：安全、一般风险、高风险；
[0044]步骤6.1、根据式(14)得到第j辆车的综合危险驾驶行为的风险等级F
j
；
[0045][0046]步骤6.2、若F
j
＝0，则表示第j辆车的危险驾驶行为的风险等级为安全等级；若0＜F
j
＜α，表示第j辆车的危险驾驶行为的风险等级为一般风险等级；否则，表示第j辆车的危险驾驶行为的风险等级为高风险等级，并发出预警提醒驾驶人采取控制措施，α表示临界值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速路合流区危险驾驶行为的风险等级判别方法，其特征是应用于单向三车道的快速路合流区道路上，并将快速路合流区道路上同向的三条车道由内向外分别记为第一车道、第二车道、第三车道，且在所述第三车道的外侧设置有入口匝道，所述判别方法包括以下步骤：步骤1、以入口匝道的出口处的下游长度为L
c
的快速路道路作为快速路合流区；以入口匝道与快速路合流区上游相接处为原点，车辆的行驶方向为Y轴的正方向，以与Y轴垂直的方向为X轴方向，建立平面坐标系；所述快速路合流区是以原点为起点，以Y轴上的横坐标Y
L
为终点且长度为L
c
的矩形区域；步骤2、令Δt表示相邻时刻的间隔，令观测总时间为T，令当前时刻为t，且t∈T；获取t时刻的车辆轨迹信息，获取t时刻第j辆车中心点的位置坐标和获取t
‑
Δt时刻第j辆车中心点位置的位置坐标和获取t+Δt时刻第j辆车中心点的位置坐标和获取t时刻第j辆车的瞬时速度V
j
(t)和加速度a
j
(t)；步骤3、令危险驾驶行为包括：超速行为、急打方向、急变道、急变速，并建立危险驾驶驾驶行为的度量指标和阈值；步骤3.1、根据式(1)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的速度度量指标W
1j
(t)，用于表征超速行为的特征参数；W
1j
(t)＝V
j
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)步骤3.2、根据式(2)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的偏航角θ
j
(t)；步骤3.3、根据式(3)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的转向稳定性度量指标W
2j
(t)，用于表征急打方向的特征参数；步骤3.4、根据式(4)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的横向稳定性度量指标W
3j
(t)，用于表征急变道的特征参数；步骤3.3、根据式(6)计算t时刻第j辆车在快速路合流区行驶过程中的纵向稳定性度量指标W
4j
(t)，用于表征急变速的特征参数；(t)，用于表征急变速的特征参数；步骤3.6、将W
1j
(t)、W
2j
(t)、W
3j
(t)、W
4j
(t)中的任意一个度量指标记为t时刻第j辆车的
第i种危险驾驶行为的度量指...

【专利技术属性】
技术研发人员：程泽阳，孙凌霞，张卫华，冯忠祥，王世广，颜江楠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：