基于效用理論的車輛換道交互行為及決策模型

郭海兵， 曲大義， 洪家樂， 趙梓旭， 黑凱先

(青島理工大學機械與汽車工程學院， 青島 266520)

車輛換道指駕駛人根據自身駕駛習性，當受到道路環境信息刺激時，適時調整駕駛策略的微觀駕駛行為。駕駛人換道過程中，目標車道換道位置處前后相鄰車輛間空隙、前后車輛的相對速度和加速度決定駕駛人換道行為能否完成，駕駛人如何進行換道決策是研究車輛換道行為的首要問題。中外學者基于車輛換道行為特性，構建車輛換道模型開展研究，換道模型不斷豐富完善，促進了微觀交通仿真技術發展。換道模型最早由Gipps[1]提出，該模型沒有考慮換道行為隨機性因素。Yang等[2]、李力等[3]、王榮本等[4]側重于對車輛車道間隙建模，把目標車道車輛間隙設為固定值，作為車輛換道條件，這種建模方法忽視了交通流的動態特性。Ahmed等[5]研究發現，駕駛人換道行為決策要考慮多種影響因素，將影響最大的因素作為換道優先決策執行，基于此提出基于效應理論的換道決策概率模型[5]。Toledo等[6]根據車輛換道行為規律，將換道行為總結為自由換道和強制換道，通過深入研究分析，提出構建基于效用理論的換道模型。

早期的車輛換道模型研究主要對車道上一臺車輛行駛特性進行研究，制定駕駛決策時沒有與理論建模同步。Ahmed[7]基于車輛換道行為特點規律，提出了車輛換道間隙接受模型，劉小明等[8]基于交通流動態特性，采用博弈理論分析車輛換道動態行為規律。車輛行駛過程實質是一個動態復雜連續過程，駕駛人決策時要考慮周圍車輛行駛狀態、與周圍車輛間的距離等多個因素，傳統的車輛換道模型研究不能全面描述車輛換道過程。……