基于虚拟现实的网联环境下驾驶人自由换道行为特征与安全分析

摘要：

传统驾驶模拟器难以精确模拟车联网环境中的复杂交互,如车速变化和车道变更.而连接虚拟现实(virtual reality,VR)的驾驶模拟器可以通过先进的传感器和实时数据处理,更逼真地还原车辆物理特性、交通流动态及实际道路环境.采用虚拟现实设备和驾驶模拟器,深入探索网联环境下的驾驶人自由换道行为与安全特征.基于交通仿真和三维建模技术搭建驾驶人自由换道实验系统,并建立自由换道场景库,进而开展驾驶人自由换道行为实验;基于广义估计方程建立驾驶人换道的间距选择模型和换道时间模型;基于加速失效模型分析网联环境对驾驶人自由换道行为的安全影响.研究结果表明:①网联环境下,女性驾驶人的自由换道间距与时间更长,年轻驾驶人的自由换道间距与时间更短;②每提高1 m/s²的加速度噪声,自由换道时的碰撞风险降低28%,每提高1m的自由换道间距,自由换道时的碰撞风险增加1.1%;③年龄较大的驾驶人自由换道安全性更高,其中,中老年驾驶人(＞40岁)自由换道时的碰撞时间(time-to-collision,TTC)比青年驾驶人(＞27～40岁)、年轻驾驶人(＞18～27岁)分别高38.3%,64.3%;④女性驾驶人比男性驾驶人自由换道安全性更高,女性驾驶人自由换道时的TTC比男性驾驶人高20.1%.与普通环境相比:①驾驶人在网联环境下自由换道间距增加1.16 m、换道时间增加2.41 s、换道安全水平提高19.72%;②自由换道事故发生概率随着碰撞风险持续时间增加而降低,其中,碰撞风险持续时间为1,2,3,4 s时,网联环境下的自由换道事故发生概率比普通环境下分别低5.8%,17.2%,14.4%,3.0%,且该概率在不同性别、年龄的驾驶人自由换道中差异显著.

关键词：交通工程、网联环境、自由换道、虚拟现实、广义估计方程、加速失效模型

所属期刊栏目：42

分类号：U491(交通工程与公路运输技术管理)

资助基金：国家自然科学基金;江苏省科技项目;甘肃省省科技计划项目;企业自主立项科技项目

在线出版日期：2024-09-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：36-48