考虑应激避让行为的自行车轨迹预测

来源：交通运输系统工程与信息杂志2024年第2期北京时间：

作者：李岩, 梁淑娟, 刘林建, 邵进, 汪帆

单位：1. 长安大学，运输工程学院，西安710064；2.江苏省常州市规划设计院，江苏常州213000；3. 中交第一公路勘察设计研究院有限公司，西安710075

摘要：非机动车道空间受限时，常规自行车被超车场景下骑行者为确保自身安全会产生应激避让行为。为明确其在被超车时的应激反应，并根据行为特性设计非机动车道，构建一种面向应激行为分类的自行车轨迹预测模型。该模型从频域角度分解自行车被超车时的动力学特性，依据踏频值范围将避让行为分为匀速、加速和减速行为，利用鲸鱼算法改进长短期记忆神经网络模型，分别对分类后的骑行轨迹进行预测。应用所构建预测模型对西安市2415次超车事件的分析结果显示，发生冲突时选择上述3种避让行为的骑行者占比分别为11.3%、38.3%和50.4%。匀速避让的预测轨迹全程波动较小，平均横向位移为0.15m；加速避让轨迹表现为横向位移较大，平均达0.83 m；减速行为预测轨迹平缓度介于两者之间，横向位移为0.47m。3种预测情况下的均方根误差分别为0.0619、0.0513和0.0587，拟合优度值分别为0.9589、0.9774和0.9687。与未考虑应激行为分类的结果相比，所构建模型的预测精度分别提升了11.07%、13.22%和12.21%。

关键词：城市交通,轨迹预测,频域分析法,改进LSTM,常规自行车,应激避让行为

基金资助：国家自然科学基金(51408049)；陕西省自然科学基础研究计划项目(2020JM-237)。