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２０２４年第３８卷第５期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．５２０２４

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０２４．０５．００６

考虑多前车位置及分位数速度差

跟驰模型稳定性分析

潘义勇，全勇俊

（南京林业大学汽车与交通工程学院，南京２１００３７）

摘要：为探究交通流特性对车辆跟驰行为的影响，基于分位数回归方法对跟驰模型进行改进，通过稳定性分析方

法利用车头间距描述交通拥堵情况。根据分位数回归方法对模型中的优化速度函数进行改进，并将其应用于考虑

多前车位置及速度差跟驰模型，使模型可以通过分位点的变换，在仿真过程中模拟不同驾驶风格的车辆。运用傅里

叶变换理论推导出该模型的线性稳定性条件，并通过摄动法求得其修正ＫｏｒｔｅｗｅｇｄｅＶｒｉｅｓ（ｍＫｄＶ）方程的解，根据车

头间距的扭结－反扭结解描述交通拥堵的变化情况。分析对比考虑不同因素的跟驰模型的稳定性临界曲线，为评

估改进模型的有效性，搭建环形车道仿真平台并对改进模型进行数值实验。结果表明：在仿真实验中，随着分位点

的增加，改进模型达到稳定状态的平均速度逐渐增加，车速分别为９．５７、１２．５８、１４．７６ｍ／ｓ；相比原模型，改进模型能

够实现更少的位移波动，位移差最小为１．０５ｍ；在混合模型实验中，随着激进驾驶风格车辆数量的增加，改进模型与

多速度差模型相比，车队整体的平均速度达到１２．４２ｍ／ｓ，位移波动能够达到稳定状态。

关键词：交通工程；跟驰模型；多前车位置；分位数回归；稳定性分析

中图分类号：Ｕ４９１．６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０２４）０５－００４８－０７

型在建立时仅考虑了一种因素，虽然可以完成数值仿真等实

０引言验，但是仿真结果较基础模型未能体现出明显的优势。为了

体现出新模型的特点，学者们增加了跟驰模型中考虑的因

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车辆跟驰模型是一种描述在限制超车的单车道上行驶素。任胜利等将车头时距和车型特征系数化代入全速度

车队中相邻两车之间的相互作用的微观交通流模型。深入差模型中，描述出现实场景中因驾驶人决策与车型差异而表

［９］

研究车辆跟驰模型，有利于加深对交通流特性的认识，了解现出的跟车间距的差异性。Ｈｏｓｓａｉｎ等利用广义后向最大

交通流的运行规律，提高交通仿真的真实性。速度修正后向最优速度，建立前向后向速度差（ＦＢＶＤ）模型，

为分析交通行为和解释复杂交通现象，学者们最初提出并验证引入的修正后向最优速度能够缓解交通拥堵。陈龙

最优速度（［１］［２］［１０］

ＯＶ）模型、广义力（ＧＦ）模型、全速度差等通过解析车路协同环境下，道路坡度和前车信息对跟

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（ＦＶＤ）模型和后视