车道变换行为对驾驶员路径选择影响的研究

车道变换行为能够影响速度、流量、车头时距等宏观交通流参数和驾驶员心理、操作行为，影响驾驶员对前方路径的选择。为了揭示其内在规律，需在车道变换行为特性研究的基础上，研究其对驾驶员路径选择的影响，构建理论模型并应用于实际。通常情况下，国内外学者较多的研究了路径选择对车道变换行为的影响，着眼点在于路径选择模型构建，以及如何寻求交通管理者和驾驶员之间的博弈平衡，忽视了车道变换对驾驶员路径选择的影响，而本项目从驾驶员感受角度出发，定量研究车道变换交通行为对驾驶员路径选择的影响，构建影响模型及分析其应用。拟采用理论梳理、数据调查、数理建模、模拟计算、数据标定、观测验证等研究方法和数据获取-因素分析-理论建模-模拟验证的技术路线，研究成果可应用于构建合理科学的路径诱导系统、丰富路径选择理论分析方法和交通拥挤的评价指标体系、提高交通行为仿真系统的准确性。

车道变换行为影响速度、流量、车头时距等宏观交通流参数和驾驶员心理、操作行为，影响驾驶员对路径的选择。从驾驶员感受角度出发，定量研究了车道变换交通行为对驾驶员路径选择的影响，构建了影响模型及分析其应用，取得的研究成果为：（1）设计并实施了基于均匀设计思想的交通调查方案。采用正交实验设计方法，设计了基于均匀设计方法的调查方案。调查数据表明，小客车的平均车道变换行为持续时间最小，右侧车道变换行为的持续时间大于左侧。车道变换持续时间按照小客车、中客车、大客车、小货车、中货车、大货车依次增加，持续平均时间在[3.23s, 4.85s]范围之内。（2）研究了车道变换行为与驾驶员生理心理指标的相关性。采用视点停留位置、视点停留时间（均值0.3s）、眨眼持续时间、眨眼频率等指标，定量分析视野信息、接收信息和处理信息能力、线路熟悉程度、疲劳等驾驶员主观感受。考虑车道变换行为发生频率，确定车道变换行为的操作流程和复杂度，给出了影响驾驶员路径决策的阙值。（3）构建了车道变换行为对路阻和驾驶员感受的影响模型。采用视觉特性评判驾驶员感受，按照“感知—判断—执行”的原则，分析了车道变换行为对路阻函数的影响。根据视觉特性参数，研究了车道变换行为对驾驶员速度选择的影响以及对驾驶路径的选择。研究表明视点停留时间和转移的度量值，随着车道变换行为发生率的提升而增加，频繁的车道变换行为令驾驶复杂程度增高。（4）构建了车道变换行为对驾驶员感受影响指标体系。结合宏观的速度评价指标，在交通流参数和微观个体驾驶员感受之间寻求车道变换行为对服务水平的影响的平衡点。引入了关于驾驶员感知的指标TTC，按照激烈程度分为6个等级，按照危险程度分为4个等级，用以判断车道变换行为对驾驶员感受的影响。（5）构建了基于车道变换行为的驾驶员路径选择模型。单次车道变换行为对局部运行速度造成影响，多次的车道变换行为经过相互的偶合作用后影响宏观交通流速度。提出交通量和车道变换行为发生率关系的评判因子概念，构建了基于速度和车头时距的路径选择模型。（6）开展了车道变换行为对驾驶员路径选择影响的应用研究。研究车道变换持续时间、持续长度、发生频率对运行时间和运行速度的影响，给出显著影响因素作用下基于车道变换的运行时间和轨迹修正系数。标定了车道变换行为发生率和交通量的二次函数关系，建立了基于车道变换行为发生率的速度影响模型。