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驾驶员行为模式的因子分析和模糊聚类

张磊 王建强 杨馥瑞 李克强

张磊, 王建强, 杨馥瑞, 李克强. 驾驶员行为模式的因子分析和模糊聚类[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022
引用本文: 张磊, 王建强, 杨馥瑞, 李克强. 驾驶员行为模式的因子分析和模糊聚类[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9(5): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022
ZHANG Lei, WANG Jian-qiang, YANG Fu-rui, LI Ke-qiang. Factor analysis and fuzzy clustering of driver behavior pattern[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022
Citation: ZHANG Lei, WANG Jian-qiang, YANG Fu-rui, LI Ke-qiang. Factor analysis and fuzzy clustering of driver behavior pattern[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9(5): 121-126. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022

驾驶员行为模式的因子分析和模糊聚类

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.05.022
基金项目: 

国家自然科学基金项目 50705047

详细信息
    作者简介:

    张磊(1982-), 男, 天津人, 清华大学工学博士研究生, 从事驾驶辅助系统及驾驶员特性研究

    李克强(1963-), 男, 四川资阳人, 清华大学教授

  • 中图分类号: U491∙254

Factor analysis and fuzzy clustering of driver behavior pattern

More Information
  • 摘要: 为了研究驾驶员的驾驶行为模式及人群聚类特点, 基于标准化驾驶员行为问卷开展了以中国非职业驾驶员为样本的驾驶行为自填式调查, 通过统计分析验证了问卷的有效性和可信性, 并基于因子分析方法, 从问卷结果中提取出驾驶能力因子和驾驶风格因子, 实现了对驾驶员驾驶行为模式的量化描述。进而以提取出的因子为特征, 采用模糊C均值聚类分析的方法建立了驾驶员行为模式的类别分布空间。对比分析表明: 驾驶能力因子值越大, 驾驶员驾驶能力越低; 驾驶风格因子值越大, 驾驶员驾驶风格越激进; 聚类结果与驾驶员主观自我评估的分布趋势一致, 能力偏弱、风格偏激进的聚类人群具有较高的事故驾驶员比率。

     

  • 图  1  因子分析碎石示意

    Figure  1.  Scree plot of factor analysis

    图  2  因子分数分布

    Figure  2.  Distribution of factor scores

    图  3  有效性指标值

    Figure  3.  Values of validity indexes

    图  4  模糊聚类分析结果

    Figure  4.  Result of fuzzy clustering analysis

    图  5  驾驶能力主观评估

    Figure  5.  Subjective evaluation of driving ability

    图  6  驾驶风格主观评估

    Figure  6.  Subjective evaluation of driving style

    图  7  各聚类的事故驾驶员比率

    Figure  7.  Accident driver rate of each clustering

    表  1  驾驶员行为问卷统计结果

    Table  1.   Statistics results of driver behavior questionnaire

    题号 问题 平均值 标准差 相关系数R
    1 跟车行驶时离前车过近 0.848 5 0.795 3 0.4711
    2 在路口闯红灯 0.515 2 0.618 5 0.289
    3 在城市道路上超速行驶 0.969 7 0.883 3 0.4731
    4 在城际高速公路上超速行驶 0.939 4 0.899 3 0.4112
    5 对某些类型的驾驶员比较反感, 并表达你的不满 1.636 4 1.025 2 0.4851
    6 对外车道上慢速行驶车辆感到不耐烦而从内车道超车 1.515 2 0.795 3 0.5761
    7 在道路上和其他车辆竞速斗气 0.515 2 0.618 5 0.4601
    8 被某些车辆的不良驾驶行为激怒后追赶以表达愤怒 0.848 5 0.755 0 0.5241
    9 按喇叭发泄对其他车辆或行人的不满 1.363 6 0.742 4 0.4142
    10 在马上就要关闭的车道上行驶直到迫不得已时才换道 0.575 8 0.662 9 0.4392
    11 从主路转弯进入小路时, 没有注意到穿过马路的行人 0.545 5 0.617 0 0.3672
    12 当起步或换道时忘记观察后视镜 0.575 8 0.751 3 0.4382
    13 在超车时低估了前面车辆的速度 1.030 3 0.809 5 0.321
    14 在湿滑的路面上紧急刹车, 或在车辆打滑时打错方向 0.515 2 0.565 8 0.4731
    15 在接近路口或环岛时进错车道 1.212 1 0.739 8 0.4931
    16 在环岛上, 由于看错道路标志而走错出口 1.242 4 0.902 4 0.6921
    17 忘记停车场内自己车的泊位 1.212 1 1.082 8 0.5871
    18 倒车时, 撞到之前没有发现的障碍物 1.030 3 0.684 0 0.4601
    19 计划驾车前往A地, 但途中突然发现正在驶向B地 0.575 8 0.662 9 0.5671
    20 无法清晰的回忆起刚刚行驶过的路线 1.030 3 0.918 0 0.4441
    总分数 18.697 0 7.380 2 1.000
    注: 显著性水平在0.01以下, 认为上标为1的相关系数是显著的; 显著性水平在0.05以下, 认为上标为2的相关系数是显著的。
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    表  2  因子负荷矩阵

    Table  2.   Factor loading matrix

    题号 问题行为属性 因子1 因子2
    16 疏忽 0.795
    20 疏忽 0.749
    19 疏忽 0.746
    11 失误 0.641
    14 失误 0.638
    18 疏忽 0.574
    17 疏忽 0.554
    15 疏忽 0.507
    13 失误 0.469
    12 失误 0.466
    7 违规 0.804
    8 违规 0.693
    4 违规 0.682
    3 违规 0.640
    9 违规 0.612
    6 违规 0.609
    1 违规 0.595
    2 违规 0.516
    5 违规 0.366
    10 违规 0.350
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    表  3  各个聚类的驾驶员特性

    Table  3.   Driver characteristic of each clustering

    类别 样本数 驾驶员特性描述
    聚类A 6 能力中性, 风格中性
    聚类B 12 能力偏强, 风格偏激进
    聚类C 5 能力偏强, 风格偏保守
    聚类D 5 能力偏弱, 风格偏激进
    聚类E 5 能力偏弱, 风格偏保守
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  • 收稿日期:  2009-05-18
  • 刊出日期:  2009-10-25

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