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智能駕駛車輛行車安全的兩難困境和不可能三角場景
對上述兩難困境場景進一步說明：
◆ 側(cè)向躲避選項
為什么不討論車輛2采取側(cè)向躲避的選項？理由1：該選項需要側(cè)向車道存在躲避空間作為前提，這一前提不一定隨時都能滿足；理由2：縱向駕駛存在兩難困境，側(cè)向駕駛同樣也存在兩難困境，基本邏輯和縱向駕駛的兩難困境類似。如圖4上圖所示，車輛1緊急換道。車輛2進行決策時，避免與車輛1碰撞的軌跡（A軌跡）與車輛3碰撞，而避免與車輛3碰撞的軌跡（B軌跡）則與車輛1碰撞，因此，車輛2不存在安全的側(cè)向決策。部分文獻利用類似于Eq 1的公式結(jié)構(gòu)描述側(cè)向RSS距離。然而Eq 1中、關(guān)于縱向運動的假設(shè)（恒定減速度）和側(cè)向運動特性是完全不同的。如圖4下圖，左側(cè)為換道過程的速度曲線、右側(cè)為換道過程的加速度曲線，可見側(cè)向運動存在強烈的非線性特征。
◆ “觸發(fā)條件”
兩難困境并不意味著一定發(fā)生交通事故。類似于RSS概念包含了“觸發(fā)條件”這一因素，兩難困境的討論也是在“觸發(fā)條件”發(fā)生的前置假設(shè)下展開?！坝|發(fā)條件”這一概念非常寬泛，對于縱向駕駛而言一般為前車急停、對于側(cè)向而言為緊急轉(zhuǎn)向/換道，也可以替換為其他更加一般化的駕駛行為/風(fēng)險因素等。
◆ Zone4和zone5的分界線為什么是直線？
答：計算出的分界線為直線形式，參考圖5。
圖4 上圖：側(cè)向安全決策的兩難困境；
下圖左：換道過程的速度曲線，t=0時刻表示穿越車道線；
下圖右：換道過程中的加速度曲線，t=0時刻表示穿越車道線
2.2 兩難困境臨界距離
計算
臨界距離依賴各類參數(shù)和狀態(tài)變量。給定小于安全距離
的d3→2，計算的步驟分為兩步：
1）首先計算車輛2為了不和車輛3碰撞、而需要維持的減速度ā2'（該減速度ā2'小于原來預(yù)設(shè)的減速度ā2）；
2）在ā2'前提下，計算車輛2需要維持的臨界間距。
上述過程不在此贅述，參考Qi(2024)。ā2'的計算公式如下。首先計算中間變量ā2#以及
：
當
否則:
的計算結(jié)果如下。當
否則:
2.3 需要保持的額外距離
相對于RSS距離，考慮兩難困境顯然需要保持額外的安全間距
。對應(yīng)不同的速度、不同的d3→2（也即下圖中的gap坐標軸）該距離的示意圖如圖5所示。
圖5 需要保持的額外距離
03.
不可能三角場景Trilemma
3.1 場景描述
更近一步考慮4輛車組成的隊列（圖6a所示），車輛編號為 1 到 4（2和3為自動駕駛車輛、1和4為人工駕駛車輛）。在此場景中，假設(shè)車輛 2 和 3 遵循建議的安全間隔（RSS），并且車輛 4 違反了 RSS。初始速度分別為v1,0、v2,0、v3,0、v4,0。如果車輛 1 突然減速，車輛 1 和車輛 2 之間、或車輛 2 和 3 之間能夠避免碰撞，而車輛 4 和車輛 3 之間將發(fā)生碰撞。
車輛3為了避免與車輛4碰撞，可以采用較為溫和的減速度ā3'，該減速度要求車輛2也調(diào)整自身的減速度、采用較為溫和的減速度ā2''，這一溫和的減速度進一步要求車輛2維持一個大于的距離。因此，當車輛2維持的安全間距
，則發(fā)生安全決策的不可能三角場景（圖6c）：系統(tǒng)最多只能保證三個安全（車輛1和2之間的安全、車輛2和3之間的安全、車輛3和4之間的安全）中的兩個。
圖6 不可能三角
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