基于分子力场的网联自主车辆驾驶风险量化方法

陈意成; 曲大义; 崔善柠; 王韬; 邵德栋

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.013

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (3) : 133 -142. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2026.03.013

基于分子力场的网联自主车辆驾驶风险量化方法

陈意成, 曲大义, 崔善柠, 王韬, 邵德栋

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摘要

网联自主车辆面临着人、车、路、环境等多维交通要素的约束，精确量化车辆在复杂交通场景的运行状态、驾驶风险程度，对提高网联自主驾驶效率与安全至关重要。针对网联自主车辆感知周围环境进行驾驶决策的自驱动粒子特性，将车车交互行为类比为分子间相互作用，运用分子间莫尔斯势能模型与车辆动力学理论，考虑驾驶安全裕度与驾驶风格的特异性，采用多层解码器-编码器长短期记忆网络进行车辆运行轨迹预测，建立车车交互行为风险量化模型；使用SUMO软件建立了跟驰、换道、让行三个典型驾驶行为场景，对比分析了所提方法与现有风险量化方法的后侵入时间、避免碰撞的减速率、修正碰撞时间、安全势场指标。评估结果表明，风险场量化方法具有连续量化风险的优势，能弥补传统风险指标在冲突点消失情况下评估结果间断的不足，且在半衰期参数取值合理的情况下表现出更稳定的评估性能；从分子力场角度量化评估复杂交通环境人机共驾和网联驾驶面临的风险是精确且稳定的，可为网联自主车群在混合交通流环境下的驾驶风险动态均衡控制提供理论依据。