第4章-跟驰理论-1.ppt

第四章第四章 跟驰理论模型跟驰理论模型•单车道跟驰现象单车道跟驰现象•跟驰理论跟驰理论•跟驰理论模型跟驰理论模型跟驰理论是运用动力学方法研究在限制超车跟驰理论是运用动力学方法研究在限制超车的单车道上，行驶车队前车速度的变化引起的单车道上，行驶车队前车速度的变化引起后车的反应，研究的主要参数是给定速度下后车的反应，研究的主要参数是给定速度下跟驰行驶的平均车头间距跟驰行驶的平均车头间距•车队行驶过程中的一种重要现象车队行驶过程中的一种重要现象•连接车辆个体行为与车队宏观特性及稳定连接车辆个体行为与车队宏观特性及稳定性的桥梁性的桥梁单车道通行能力的估计：单车道通行能力的估计：C = (1000) V/SC——单车道通行能力单车道通行能力(vehicles/hour)V——速度速度(km/hour)S——平均车头间距（平均车头间距（m）） 它将单车道通行能力和车头间距联系了起来它将单车道通行能力和车头间距联系了起来 1950 通行能力手册通行能力手册 速度速度——间距的关系间距的关系S =α+βV+γVV α——车辆长度度L β——反反应时间T γ——跟跟驰车辆最大减速度的二倍之倒数最大减速度的二倍之倒数 它将速度和车头间距联系了起来它将速度和车头间距联系了起来第一节 模型的建立单车道车辆跟驰理论认为车头间距在0到100或125米之内时车辆间存在着互相的影响。

为分析跟驰车辆驾驶员的反应，我们将其的反应过程分为以下三阶段：•感知阶段•做出决定阶段•控制阶段一、跟驰模型的建立反应=λ刺激误差 命令输出 车辆的动态特性感知和信息搜索决策与控制过程头车状态驾驶员跟驰车辆状态反馈循环车辆跟驰框图车辆跟驰框图二、线型跟驰模型的建立 刺激为两车的相对速度反应为跟驰车辆的加速度综合累计反应时间反应强度系数头车速度加速命令驾驶员跟驰车辆速度线型跟驰模型框图线型跟驰模型框图第二节第二节 稳定性分析稳定性分析•局部稳定性 跟驰车辆对它前面车辆运行波动的反应，关注车辆间配合的局部行为 令 C=λT 经研究，根据C取得的不同值，跟驰行驶两车的运动情况可分为四类： 见4——7页 左下角对于一般情况下的跟驰现象，如果跟驰车辆的最终速度和初始速度分别为V和U的话，我们根据数学关系可以退出以下公式：4----7页页 4.19再结合前面的公式4----7页页整理得4----7页4.20参数的意义：•头车的速度•跟驰车辆的速度•车头间距变化量•渐进稳定性关注车队中每一辆车的波动特性在车队中的表现，即车队的整体波动特性。

假设车队中各驾驶员的反应强度系数值相同，描述一列长度为N的车队的方程为： 4---10页 4.23渐进稳定性标准的讨论渐进稳定性标准的讨论 经过人们的研究，一列行驶的车队当C=λT小于0.5~0.52时（一般为0.5）才是渐进稳定的，也就是说车队中车辆的振幅呈衰减的趋势 见4---11页 图4.4•次最近车辆的配合次最近车辆的配合 跟驰行驶的车辆除了受的最近的前方车辆的影响之外，往往还会受到次最近车辆，即其前面第二辆车的影响，我们将这种影响也列入模型之中，就得到下面的跟驰模型形式： 影响很小，一般可忽略不计 4-----12页 4.29 第三节第三节 稳定流分析稳定流分析稳定流：满足局部稳定性和渐进稳定性要求 的交通流。

•线性跟驰模型的分析： 4----14页 4.33式 4----14页 4.34式 4----15页 4.35式 4----15页 4.36式•非线性跟驰模型的分析非线性跟驰模型的分析 线性跟驰模型假定驾驶员的反应强度与车间的距离无关，而仅与相对速度有关，但从模型本身出发，反应强度的大小不仅取决于前后车的速度差，还与相对距离有关系 车头间距倒数模型正比于速度的间距倒数模型正比于速度的间距倒数模型 分析驾驶员的反应过程，其反应强度除了和车头间距有关外，还应由车辆的速度有关 4------19页左 Greenshied模型模型 4------19页右•模型的统一表示模型的统一表示其中反应强度系数取以下几种形式：1.常数2.反比与车头间距3.正比于车速、反比与车头间距4.反比与车头间距的平方 4---20页 4.51•交通流基本参数关系式的一般表示交通流基本参数关系式的一般表示 a，b------积分常数 U-------交通流的稳态速度 4---20页 4.53。