作业一 · 高速公路变道超车专家系统

题目

假设你正在为自动驾驶汽车设计高速公路的变道超车专家系统。当前车辆正行驶在中间车道，最高限速为 120 km/h。前方有一辆大货车以 80 km/h 的速度慢行，系统产生了“变道超车”的意图。

系统可以获取以下环境输入：

1. 车道线状态：左侧车道线为虚线或实线；
2. 左侧车道车况：左后方有车高速接近，或安全空闲；
3. 速度约束：预计超车所需最高车速会超出 120 km/h，或不会超速。

请使用 IF ... AND ... THEN ... 产生式规则设计超车决策，并规定规则优先级。需要综合考虑合法性和安全性，给出“向左变道超车”或“放弃超车并减速跟随”等最终动作。

查看参考解答

专家系统要把领域经验写成产生式规则，再由推理机根据当前事实匹配规则。本题需要先处理冲突消解：多条规则同时触发时，按优先级选择最终决策。

排序原则是“先否决、后放行”：

1. 车道实线和最高限速属于合法性硬约束；
2. 左后方高速来车属于安全性约束；
3. 只有所有约束均通过，才允许执行变道。

优先级	产生式规则	动作	依据
1	IF 左侧车道线 == 实线 THEN 放弃超车并减速跟随	放弃超车	压实线违法
2	IF 左侧车道线 == 虚线 AND 左后方有车高速接近 THEN 放弃超车并减速跟随	放弃超车	并线存在追尾风险
3	IF 左侧车道线 == 虚线 AND 左侧车道安全空闲 AND 超车过程会超速 THEN 放弃超车并减速跟随	放弃超车	超车不能突破限速
4	IF 左侧车道线 == 虚线 AND 左侧车道安全空闲 AND 预计不超速 THEN 向左变道超车	执行超车	合法性与安全性全部满足

因此：左侧为实线时命中规则 1；左侧为虚线但有高速来车时命中规则 2；左侧为虚线、车道空闲且不超速时，才命中规则 4 并执行超车。