第四讲__跟驰模型与间隙穿插模型.ppt

交通流模型——基本参数的关系 表征交通流特性的三个基本参数——交通量、速度、密度之间的关系式：交通流模型。 在交通控制、监视系统的规划、设计中最为有用。 反映交通流特性的特征变量 极大流量Qm(qm)，就是Q－V曲线上的峰值。 临界速度Vm(um)，即流量达到极大时的速度。 最佳密度Km(km)，即流量达到极大时的密量。 阻塞密度Kj(kj)，车流密集到车辆无法移动(u=0)时密度。 畅行速度Vf(uf)，车流密度趋于零，车辆可以畅行无阻时的平均速度(又成为自由流速度）。 一、速度—密度模型 格林希尔茨(Greenshields)线性关系模型 格林柏格(Greenberg)对数模型 派普斯(Pipes)单段式模型 一、速度—密度模型 格林希尔茨(Greenshields)线性关系模型 伊迪(Edie)多段式模型 二、流量—密度模型 对数关系模型 高密度 Qm、Vm和Km是划分交通拥挤的重要特征值。 当K＞Km、V＜Vm时，交通拥挤 当K≤Km、V≥Vm时，交通不拥挤。 不连续的流量－密度曲线 三、流量—速度模型 流量—速度曲线 流量—速度曲线 四 跟驰模型 跟驰理论——研究在限制超车的单车道上，行驶车 队中前车速度的变化引起的后车反应。 研究条件——限制超车、单车道 研究对象——后车的行驶状态 研究前提——前车行驶状态变化 研究目的——单车道交通流特性 跟驰——非自由行驶状态 制约性——驾驶员紧随前车，车速在前车车速附近摆动，前后车之间要有安全距离。 延迟性——后车的行驶状态改变滞后于前车 传递性——车队中第一辆车的行驶状态改变 将影响、传递到车队中的最后一辆车。 1、 线性跟驰模型 最早出现的跟弛模型 形式简单 是其他跟弛模型的基础 线性模型的缺憾！！！ 2、 非线性跟弛模型 非线性跟驰模型 线性跟驰模型的特点 线性跟驰模型与实际情况有差别 驾驶员的反应强度与车辆之间的间距有关系 真实的条件下，车辆之间的间距越小，驾驶员的心情越紧张，反应强度越大 非线性模型之一：车头间距平方倒数模型 格林希尔茨模型的推导 非线性模型之二：车头间距倒数模型 格林伯格模型的推导 格林伯格模型的推导 格林伯格模型的推导 非线性模型之三：正比于车速的间距平方倒数模型 驾驶员的反应过程与车速有关 车速高的反应比车速低时要大 安德伍德模型的推导 安德伍德模型的推导 安德伍德模型的推导 3、 跟弛模型的一般形式及其发展 跟驰模型的一般公式 传统跟弛理论的不足 对跟弛模型进行改进 以线性跟弛模型为例 未来跟弛理论的主要发展方向 智能交通系统的发展，给跟弛理论带来了新的发展方向和研究课题 智能化公路 车辆自动驾驶 作业 1.简单叙述交通流的五类速度－密度关系及其代表性的数学关系。 2.简单叙述交通流的流量－密度关系并推导它们间的三类代表性数学关系。 3.简单叙述交通流的流量－速度关系及其代表性的数学关系。 4.简要回答交通流中车辆的跟驰现象，并推导简单线性跟驰模型。 5.根据简单线性跟驰模型，运用微分法推导交通流关系模型中格林希尔茨模型的表达式。 6.根据简单线性跟驰模型，运用微分法推导交通流关系模型中格林伯格模型的表达式。 7.根据简单线性跟驰模型，运用微分法推导交通流关系模型中安德伍德模型的表达式。 8.描述交通流间隙穿插理论。 9.利用间隙穿插理论，推导Drew模型。 驾驶员的反应系数不是常数，与车头间距有关 可认为成反比关系 令 ?1——模型参数 当速度为0时，交通流密度为堵塞时的密度kj。 两边对时间积分 当速度为自由流速度uf 时，车头间距为充分大，密度为0 令 ?2——模型参数 利用q=uk变形 积分 积分 确定参数 利用q=uk变形 模型得证 ?3——模型参数 非线性模型之三：正比于车速的间距平方倒数 模型 利用q =uk 变形 积分 积分 确定参数 利用q=uk变形 模型得证 非线性模型之二：车头间距倒数模型 非线性模型之三：正比于车速的间距平方倒数模型 非线性模型之一：车头间距平方倒数模型 线性模型 m=0，l =0 距离平方倒数模型 m=0，l=2 距离倒数模型 m =0，l =1 正比于车速的距离平方倒数模型 m=1，l=2 车辆的减速性能比加速性能强 出于交通安全因素，驾驶员对前车减速 的反应比加速的反应激烈 现实的道路交通中 现行的交通法规规定，发生追尾事故后，后车负全部责任 因此，在不同的刺激下，驾驶员的反应是不同的 其中， 取决于车头间距增大或者是减小 主要道路 次要道路 V2 V1 t Time headway 五　间隙穿插理论 与间隙穿插模型 优先式交叉口通行能力分析方法 主要道路 次要道路 主要