车辆跟车模型.ppt

车辆跟车模型; 目录; 本章着重讨论单车道中一辆车紧跟另一辆车行驶的现象（车辆跟驰现象）。研究这个问题有很重要的意义，因为车辆跟驰相对简单，所以该方面的研究较多，而且已成功建立了数学模型。 车辆跟驰现象有助于交通流的特性的了解。车辆跟驰现象通常发生在双车道或多车道上，无法超车或车辆被限制在单车道上行驶的情况。 跟驰理论所研究的参数之一就是车辆在给定的速度V下跟驰行驶时的平均车头间距S，平均车头间距则可以用来估计单车道的通行能力。 ; 　在对速度—间距关系的研究中，单车道通行能力的估计基于如下方程： C=1000V/S （4.1） 式中，C—单车道的通行能力（辆/小时） V—速度（千米/小时） S—平均车头间距（米） 研究表明，速度—间距的关系可由下式表示： S=α+βV+ γV2 （4.2） 式中，系数α，β，γ可取不同的值，其物理意义如下： α ——有效的车辆长度 β ——反应时间 γ ——跟驰车辆最大减速度的二倍的倒数;;　　　 跟驰模型除了用于计算平均车头间距外，还可用于从微观角度对车辆跟驰现象进行分析，近似得出单车道交通流的宏观特性。总之，跟驰理论是连接车辆个体行为与车队宏观特性及相应流量、稳定性的桥梁。 ;第一节 跟驰模型的建立;　　决策阶段：驾驶员对所获得的信息进行分析，决定驾驶策略，与驾驶员对车辆特性的了解和驾驶技能、经验等有关。 　　控制阶段：驾驶员根据自己的决策和头车及道路的状况等反馈信息，对车辆进行操纵控制。 　　跟车模型认为在人—车单元中存在刺激—反应关系。其关系式为： 反应=λ刺激 （4.4） 其中 ，λ是驾驶员对刺激的反应系数。 ; 驾驶员接受的刺激是指其前导车的加速或减速行为以及随之产生的两车之间的速度差或车间距离的变化；驾驶员的反应是指根据前车所作的加速或减速运动而对后车进行的相应操纵及其效果。 　　　一般认为，在跟???模型中，驾驶员有两个任务：a）紧随前面的车辆行驶； b）避免碰撞。;　　　 这就需要驾驶员在很短的时间δt内保持较小的平均相对速度U，即： 　　　　　　　　　　　　　 (4.5) 　保持较小的值。从而使得“碰撞”时间： （4.6） 　 很大，车辆间距在时间δt内不会增加。 ; 由于相对速度在避免碰撞方面所起的重要作用，因而在刺激—反应关系中，相对速度成为首要的考虑因素。刺激函数也可以表示成如方程(4.15)的形式。即在给定的时间t内，刺激依赖于对相对速度的初始值的加权总数： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（4.7） 　　其中，σ(t)是反应驾驶员对早期信息评估和处理的权重函数。驾驶员权衡过去和现在的信息，从而在未来的一定时间内作出反应。 ; 图4.1 相对速度刺激和时间权重函数图  ; 根据以上分析，刺激函数变为：