高速公路换道行为的频谱结构识别及分类

为提高高速公路出口换道车辆与主流车辆之间安全性，以驾驶行为功率谱分析为基础，进行换道识别及危险特征分类。首先，采集高速公路出口车辆车头时距、速度、加速度特征数据，从车辆行驶横向、纵向运行方向计算碰撞时间(Time-To-Collision, TTC),以得到危险冲突与一般冲突发生概率。其次，基于特征参数划分换道过程中安全状态，根据换道车辆运动学规律，对换道行为数据抽样，同时进行频谱结构分析，在定阶为10的频谱下构建行为功率谱模型，得到碰撞安全阈值。此外，通过相关性分析得到一般冲突和严重冲突的特征量，并与实际换道数据进行匹配。最后，利用K-means聚类分析对危险行为进行分类。研究结果显示：K-means聚类分析算法的精度较高，能有效辅助交通管制措施。研究成果可为高速公路换道行为研究和高速公路出口复杂交通变化研究提供理论基础。