车辆跟驰理论专家讲座.pptx

车辆跟驰理论第一节概述1975年，丹尼尔（DanielL.G.）和马休（MatthowJ.H.）合作出版了《交通流理论》一书，1998年出版了修订版。该书全方面系统地阐述了交通流理论研究内容和结果，成为交通流理论经典论著。
今后，从20世纪70年代中期起，交通流理论逐步由纯理论转向应用研究。世界各国趋向于综合利用各种当代高科技方法和伎俩，致力交通大系统研究。1994年在日本横滨召开国际学术会议正式确立了将美国提出智能交通系统ITS（IntelligentTransportationSystems）作为当代交通运输系统发展方向和主流进行开发和研究。交通流理论发展开始朝着不一样学科融合及传统理论创新等方向发展。
伴伴随计算机技术飞速发展以及含糊论、灰论、突变论、混沌论、分形论、负熵论、协同论等当代数学分支理论诞生、发展和完善，交通流理论研究领域得到深入拓展。
二、跟驰理论概述
经过求解跟驰方程，不但能够得到任意时刻车队中各车辆速度、加速度和位置等参数，还能够经过深入推导，得到平均速度、密度、流率等参数，描述交通流宏观特征。
车辆跟驰模型是交通系统仿真中最主要动态模型，用来描述交通行为即人—车单元行为。
车辆跟驰模型研究对于了解和认识交通流特征，进而把这些了解和认识应用于交通规划、交通管理与控制，充分发挥交通设施功效，处理交通问题有着极其主要意义。
第二节车辆跟驰模型二、跟驰状态判定在跟驰理论中，当前常见判定跟驰状态方法有两种。
一个是基于期望速度判定方法，它是经过判断前车速度是否小于后随车期望车速来判定车辆是否处于跟驰状态；
另一个是基于相对速度绝对值判定方法，它是利用前后车速度差绝对值随车头时距改变规律定量地判定车辆行驶状态。
这两种方法都存在一定缺点。所以，又有学者提出利用前后车速度相关系数随车头时距改变规律来确定车辆跟驰状态临界值。这一方法考虑信息更为全方面，与现实结合更为紧密，能有效处理现有方法不足。
单车道车辆跟驰理论认为，车头间距在100~125m以内时车辆间存在相互影响。三、车辆跟驰特征1、制约性2、延迟性3、传递性第三节线性跟驰模型线性跟驰模型示意图基础公式：模型说明
1、在时间（t+T）第n+1辆车驾驶员发生反应是按第n辆和第n+1辆驾驶员相对速度正（负）差额成百分比地加速（减速），而灵敏度能够用1/T（秒）量度。
2、该模型是在前导车制动、两车减速距离相等以及后车在反应时间T内速度不变情况下推导出来。
3、实际情况比较复杂：刺激可为前车加速，两车在变速行驶过程中距离可能不相等。
4、λ看成与驾驶员动作强度相关量，称为反应强度系数，量纲为s-1。
假设交通信号处等候两
辆车，第二辆车前挡板
距离头车前挡板位置为
25英尺，驾驶员反应时
间T为1秒，且灵敏度为1
秒，在时间0时，信号灯变
换绿灯后，第一辆车马上以
30.0英尺/秒开走，则第二辆车跟随规律将按照前面跟随模型运行。
能够得到公式：对于该公式直接解析法比较麻烦，能够求解近似解，过程以下：
第一车位置每1秒时间段内前进了30英尺，在每时间t内，用时间增量Δt区分时段来计算第二辆车加速度。全部量测距离都从停车位置0处开始。假设每时间段Δt（假设为1秒）内，加速度是一致并等于每一时段开始与结束时计算加速度平均值，则第二车速度和位置方程以下：以上式子近似解见表。能够看出车辆2快速地到达领头车辆速度，接着安定下来跟随，离开它约55英尺距离，在速度和车头间距上经过7到8秒以后仅略有调整。
当所采取反应时间为1秒及两车停车间距L为25英尺时，55英尺车头间距与用公式解析所得到结果相同，即该算法可行。表：一队车辆中前5辆特征，依据前面解法能够得到近似解如表所表示。其假定与两辆车情况相同，T为1秒，车辆从停着车辆队列起行，车辆之间有25英尺间距。从得到结果（表）中能够看出第一辆车与第二辆车运行符合车辆跟驰简单规律，但第三和第四辆车间隔降低到小于18英尺，离起点7秒约90英尺时候，会发生后部碰撞危险。
假如全部驾驶员都是遵照假定特征，则在信号灯交叉口会一下子大量出现后部碰撞事件。
关于车辆1速度瞬时改变，对于后续车辆反应幅度越来越大，这个系统叫不稳定。表：四、车辆跟驰行驶过程普通表示
跟驰理论普通形式可用传统控制理论框图表示：五、车辆跟驰模型主要性
提供了一个相对普通驾驶任务数学模型；
为更加好了解驾驶任务提供了一定科学基础；
提供了一个分析车队局部和渐进稳定性方法和便于分析交通流量其它特征；
提供了单车道交通流量关于道路经过能力预计稳定状态描述；
为发展先进自动车辆控制系统提供了一个阶段性里程碑。
第四节交通流稳定性分析（1）局部稳定性
是指与直接在它前面车辆，在运行中改变所引发反应相关，这能够用车1和车2之间间隔模式来说明。
（2）渐进稳定性
在领头车辆摇摆运行中，经