憤怒情緒下的汽車駕駛行為特征分析與建模.pdf

1、“路怒癥”是形容由于在駕駛過程中遭遇堵車、他人違規(guī)駕駛等影響駕駛?cè)苏ｑ{駛，導(dǎo)致駕駛?cè)藥е鴳嵟榫w駕駛的一種現(xiàn)象。路怒癥也稱為憤怒駕駛，現(xiàn)已經(jīng)成為了世界普遍關(guān)注的一個社會問題。從20世紀(jì)70年代以來，路怒癥現(xiàn)象在世界各國越來越普遍，無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家。駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下駕駛，駕駛?cè)撕苋菀资Э兀ǔλ俗鞔炙椎氖謩?、語言上威脅侮辱、攻擊他人等，輕則與他人發(fā)生口角、傷害、影響他人安全駕駛，重則發(fā)生一些傷亡、撞車等嚴(yán)重事故。憤怒

2、情緒通常會影響駕駛?cè)说牟僮餍袨椋瑢?dǎo)致駕駛?cè)瞬倏剀囕v油門、剎車、轉(zhuǎn)向、檔位等的動作以及車輛的行駛狀態(tài)（速度、車輛的側(cè)傾角、俯仰角、航向角等）發(fā)生改變，這些改變統(tǒng)稱為駕駛行為的改變。通過研究駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下的駕駛行為特征，可以實現(xiàn)對駕駛?cè)藨嵟{駛狀態(tài)的檢測與識別，同時可以為憤怒駕駛行為建模提供參考依據(jù)，也為開發(fā)安全輔助駕駛設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。
　　首先，設(shè)計并開展了憤怒駕駛模擬實驗和實車實驗?；诂F(xiàn)有的模擬駕駛實驗平臺，設(shè)計并開展了模擬

3、駕駛實驗。模擬實驗包括了實驗場景的設(shè)計、駕駛?cè)藨嵟榫w的誘導(dǎo)、實驗過程的組織和數(shù)據(jù)的采集等。采取被試內(nèi)的實驗設(shè)計，一共開展了10組模擬駕駛實驗，每個駕駛?cè)朔謩e開展自由駕駛和憤怒駕駛兩組實驗。基于已經(jīng)構(gòu)建好數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試驗車平臺，設(shè)計并開展了實車實驗。實驗的場景選擇的是武漢市主城區(qū)的主干道和支路，駕駛?cè)嗽?小時的時間限制下，按預(yù)定的路線完成駕駛?cè)蝿?wù)，共開展了30組實驗。在兩類實驗中，采集了駕駛?cè)说纳恚ㄆる?、呼吸、血流量波動、腦電）、操

4、作（方向盤、剎車、油門等）、車輛行駛狀態(tài)（車速、側(cè)傾角、航向角、俯仰角等）、視頻（道路環(huán)境、駕駛?cè)嗣娌勘砬榈龋?、主觀問卷等數(shù)據(jù)。
　　其次，分析了駕駛?cè)嗽趹嵟榫w下的駕駛行為特征。分析了駕駛行為的時域統(tǒng)計特征，并對方向盤轉(zhuǎn)角進(jìn)行了頻域分析。具體分析的指標(biāo)包括方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)角速度、制動踏板、加速踏板開度、車速、航向角、側(cè)傾角、俯仰角等。在憤怒情緒下，有明顯變化的駕駛行為特征主要有：（1）方向盤轉(zhuǎn)角的絕對均值和標(biāo)準(zhǔn)差、頻譜；（2

5、）制動踏板的使用頻率；（3）加速踏板開度增長率、分布；（4）車速的標(biāo)準(zhǔn)差；（5）加速度的標(biāo)準(zhǔn)差；（6）航向角幅值的標(biāo)準(zhǔn)差；（7）側(cè)傾角的絕對均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)、中位數(shù)；（8）俯仰角的絕對標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、上四分位數(shù)、下四分位數(shù)、中位數(shù)。其中隨著駕駛?cè)藨嵟榫w的增加沒有呈現(xiàn)一致規(guī)律性變化的駕駛行為指標(biāo)主要有：車速、加速度、俯仰角的絕對均值以及航向角的絕對均值。
　　最后，根據(jù)心理學(xué)中情緒與行為的關(guān)系建立了憤怒

6、情緒下的駕駛?cè)瞬僮餍袨槟Ｐ?，并對模型進(jìn)行了仿真分析。憤怒駕駛行為模型將駕駛?cè)说那榫w強度分為三個等級：低憤怒等級、中等憤怒等級、高憤怒等級。三個等級的情緒變化引入情緒指數(shù)來進(jìn)行控制，情緒指數(shù)取值范圍是(0,1]。當(dāng)情緒指數(shù)小于0.5時，憤怒情緒屬于低等級；當(dāng)情緒指數(shù)在[0.5,0.6]時，憤怒情緒屬于中等級；當(dāng)情緒指數(shù)在(0.6,1]時，憤怒情緒屬于高等級。針對每一個憤怒等級，分別建立了相應(yīng)的憤怒情緒等級下的駕駛行為模型，駕駛行為的更新依