[发明专利]一种考虑路段上下游线形设计参数的连续建模方法

摘要

本发明涉及一种考虑路段上下游线形设计参数的连续建模方法，应用于组合线形安全评估与优化领域。通过采集驾驶员样本的道路运行指标变化序列，在提取上下游线形参数时，通过比较预测模型的拟合优度选取运行指标的最佳集计距离。对连续型变量速度，提取均值构建多元线性回归模型，基于各变量的驾驶员个体值构建以驾驶员为分类变量的混合线性模型。根据模型对比和参数估计结果，选择拟合效果最优的上下游集计距离。最终得到模型参数估计结果。

主权项

1.一种考虑路段上下游线形设计参数的连续建模方法，步骤如下：步骤1：以同济大学高仿真度驾驶模拟平台为实验设备，采集驾驶员操作与车辆运行数据，包括速度、纵向加速度、侧向加速度和侧向偏移等级等车辆运行指标数据，提供给步骤2。步骤2：由于模拟器采样时使用的是固定频率采样，因此原始数据是20hz的时变数据，为了将不同驾驶员的车速数据匹配到相同位置上，按照5m的间隔集计速度数据，得到每个驾驶员在各个5m间隔内的平均速度等车辆运行指标数据列，提供给步骤3。步骤3：使用路段上下游线形设计参数集计值为解释变量连续建立理论性的车辆运行数据模型，如公式(1)所示。其中，v_j是当前位置的预测车速，X_kU,jU、X_k,j和X_kDU,jDU是道路几何变量，分别代表上游路段、当前位置以及上下游路段差值，β_kU、β_k和β_kDU是对应的模型系数，是模型的误差项。步骤4：构建通用的描述道路线形特征的解释变量。提取当前位置前后路段曲率、坡度的集计值，如极值、平均值、比例和分类变量等，作为潜在的解释变量，提供给步骤5。此为建模前准备一。步骤5：对于不同的道路运行指标，分别提取上下游50m、100m、200m、300m、400m以及500m的设计参数集计值作为解释变量进行分析，分别基于潜在解释变量构建相应的模型，并根据模型的拟合优度确定各项运行指标最优的集计长度，提供给步骤6。此为建模前准备二。步骤6：分别以驾驶员总体和个体进行线性回归构建最终模型。步骤6.1：取最优的集计长度下的各道路运行指标作为自变量，取样本驾驶员在每一个5m单元的速度的均值作为因变量进行多元线性回归分析，得到运行指标速度变化与道路线形参数的线性关系，或进行步骤6.2。步骤6.2：取最优的集计长度下的各道路运行指标作为自变量，取每个样本驾驶员在每一个5m单元的速度值作为因变量进行混合线性回归分析，得到测试驾驶员个体的运行指标速度变化与道路线形参数的线性关系。