基于心理场效应的驾驶行为模型研究

驾驶行为模型一直是道路交通领域研究的重点，在交通仿真、交通安全、智能车辆等诸多领域都有着广泛的应用价值。针对目前驾驶行为模型研究存在的建模理论体系分散、对环境影响的建模考虑不足等问题，本项目将驾驶员心理与环境之间的超距离作用类比为心理场效应机理，以场论中的力、向量、场强的概念描述驾驶员的心理状态；将驾驶任务与驾驶环境中的诸多客体进行抽象概括，采用定量化的方式来表达其对驾驶员心理的影响程度；分析驾驶任务与驾驶环境对驾驶员心理的驱动与阻碍作用，建立驱动力与阻碍力动态平衡下的综合驾驶行为模型；初步形成基于心理场效应的驾驶行为模型结构体系；通过实际调查、驾驶模拟器等实验手段标定模型的典型参数，验证驾驶行为模型的有效性。项目的研究可以拓展驾驶行为建模研究的理论和方法，为复杂交通环境的建模、综合驾驶行为分析、交通安全评价等领域提供理论依据。

对驾驶行为的研究一直是交通领域关注的热点与难点，在交通仿真、交通安全和智能驾驶等领域有着重要的应用价值。本项目将驾驶员心理与环境之间的超距离作用类比为心理场效应机理，将驾驶任务与驾驶环境中的诸多客体进行抽象概括，采用定量化的方式来表达其对驾驶员心理的影响程度；分析驾驶任务与驾驶环境对驾驶员心理的驱动与阻碍作用，初步形成基于心理场效应的驾驶行为模型结构体系框架；应用此框架建立了驾驶员跟驰模型和综合驾驶行为模型；通过实际调查、数值仿真等实验手段初步标定了模型的典型参数，验证了模型的有效性。本项目具体研究内容如下：.（1）建立了基于心理场的驾驶行为模型框架结构。结合心理场理论中物体间的超距离作用、个体行为动力作用机理的基本思想，引入时间距离的概念，将其与心理场场强间建立映射关系，表述驾驶员心理场的变化情况，并通过对心理场中等势线的分布情况的建模，形成描述驾驶员心理场分布的数学模型。结合心理场内客体相对运动状态及相对位置的变化对驾驶员产生的影响作用，构建了基于心理场的驾驶行为模型框架结构。.（2）建立了基于驾驶员心理场模型框架的GM跟驰模型。针对GM模型在相对速度为零时无视车辆间距的影响，输出加速度为零值的固有结构性缺陷，基于驾驶员心理场模型结构框架，调整GM模型结构，并引入广义期望车头时距的概念，使GM跟驰模型在功能上得到改善，使模型描述的驾驶员关注区域从一维线性空间拓展至二维平面，增强了模型的适用性，并解决了原模型的固有结构缺陷。.（3）建立了基于驾驶员心理场模型框架的驾驶行为综合模型。具体设置了驾驶员心理场模型框架中的相关参数形式，定义了驾驶员心理场有效作用区域。设计了客体在心理场中的场强计算模块并基于此建立了驾驶员阻滞力计算模型和构建了驾驶员心理驱动力产生模型，并将两者进行整合形成驾驶行为综合模型，实现对常见驾驶行为的模拟。.（4）设计了驾驶行为模型参数标定及模型验证方法。设计了应用遗传算法标定模型参数流程，并以GM模型为例，从检验跟驰模型在跟驰过程中与实际情况在整体上的契合程度出发，综合考虑模型效果，克服了以往常用跟驰模型验证方法仅关注加速度输出的片面性，能够全面客观的衡量模型的实际效果. 项目的研究开拓了驾驶行为建模研究的新方向，为复杂交通环境的建模、综合驾驶行为分析、交通安全评价等领域提供理论依据。