微觀車輛跟馳模型對(duì)比研究

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1、微觀車輛跟馳模型對(duì)比研究摘耍:車輛跟馳模型是微觀交通流模型研究的基礎(chǔ)。木文對(duì)GM模型、線性模型、安全距離模型、AP模型、模糊推理模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛跟馳模型進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)述，從傳統(tǒng)模型入手,分析其存在的優(yōu)缺點(diǎn)，基于此又闡述了在傳統(tǒng)模型基礎(chǔ)上改進(jìn)的模型或者是利用新的方法建立的模型，提出了目前還存在的沒有解決的問題，并且對(duì)每個(gè)模型作了屮肯的評(píng)價(jià)。為今后研究微觀交通流模型提供一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞:交通流；微觀交通流；車輛跟馳模型；對(duì)比研究Abstract:car-followingmodelismicroscopictrafficf

2、lowmodelresearchfoundation.Inthispaper,theGMmodel,linearmodel,asafedistaneemodel,theAPmodel,fuzzyreasoningmodelandneuralnetworkcar-followingmodelarediscussedindetails,fromthetraditionalmodel,andanalysestheadvantagesanddisadvantagesoftheexisting,basedonthisandexpoundsth

3、etraditionalmodelbasedontheimprovedmodelissetupbyanewmethodorthemodel,putforwardthecurrentexistnotsolvetheproblem,andthemodelofeachoftheevaluationoftheposition.Forfutureresearchmicroscopictrafficflowmodeltoprovideamorecomprehensiveunderstending.Keywords:trafficflow;Mic

4、roscopictrafficflow;Car-followingmodel;Contrastresearch中圖分類號(hào)：U491.1+12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1跟馳模型跟馳理論是運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法，研究在無(wú)法超車的單一車道上車輛列隊(duì)行駛時(shí)，后車跟隨前車的行駛狀態(tài)，并且用數(shù)學(xué)模型來(lái)表達(dá)并加以分析闡明的一種理論。跟馳理論只研究非自由行駛狀態(tài)下車隊(duì)的特性。非自由行駛狀態(tài)的車隊(duì)有以下三個(gè)特性:制約性、延遲性和傳遞性。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，國(guó)外的學(xué)者對(duì)車輛跟馳模型進(jìn)行了大量、系統(tǒng)的研究，發(fā)表了眾多的研究成果，主要可以分為以下幾類:刺激一反

5、應(yīng)模型、安全距離模型、生理一心理模型，模糊推理模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的車輛跟馳模型。2.1刺激一反應(yīng)模型及評(píng)價(jià)刺激一反應(yīng)模型重在描述駕駛環(huán)境中各種刺激對(duì)駛員行為的影響，包括模型和線性模型。(1)GM(GeneralMotor)模型GM模型是從20世紀(jì)50年代后期逐漸發(fā)展起來(lái)的車輛跟馳模型。其一般表達(dá)式為：(1)式中：—一t+T時(shí)刻第n+1輛車的加速度；——t時(shí)刻第n輛車與第n+1輛車之間的速度差;—一I時(shí)刻第n輛車與第n+1輛車之間的距離；c,m,1常數(shù)。GM模型形式簡(jiǎn)單，物理意義明確，許多后期的車輛跟馳模型研究都源于刺激一反應(yīng)基木方程。但

6、是GM模型通用性較差，這是因?yàn)樵诖_定m和1的過程中存在大量的矛盾Z處。另外，當(dāng)前后車速相同時(shí)允許兩車的車頭間距無(wú)限減少直至為零,這顯然是不合理的。(1)線性模型Holly提出的線性模型考慮了前面第一輛車是否制動(dòng)減速對(duì)后車加速度的影響項(xiàng),有以下關(guān)系：(2)(3)——期望跟駛距離；,,a,3,Y參數(shù)。Helly認(rèn)為應(yīng)當(dāng)與車頭間灰變量及反應(yīng)時(shí)間T有關(guān),這樣就產(chǎn)生了m=0,1=1的GM模型。線性模型較GM模型有一定的優(yōu)勢(shì)，但是通用性還是較差。1.2安全距離模型及評(píng)價(jià)安全距離模型也稱防撞模型，該模型最初是Kometani和Sasaki提出，該

7、模型最基本的關(guān)系是尋找一特定的跟車距離。模型表示如下：式中：,,,——參數(shù)。Gipps對(duì)此模型的研究取得重大突破，提出了如下模型:(5)——車輛n的駕駛員所愿采用的最大加速度；車輛n的駕駛員所愿采用的最大減速度；—一車輛n-1的效用尺寸，其值等于車身長(zhǎng)度加停車間距；車輛n的駕駛員認(rèn)為車輛n-1會(huì)采取的最大減速度。上式右端的第一項(xiàng)對(duì)大多數(shù)車輛起作用時(shí)，交通流處于自由彳亍駛狀態(tài);第二項(xiàng)起作用時(shí),交通流處于擁擠狀態(tài)。UTSC-1算法屬美國(guó)早期的限制車輛跟駛模型，該算法假設(shè)前車采取緊急制動(dòng)行為,后車在經(jīng)歷反應(yīng)時(shí)間T后，不發(fā)生追尾碰撞，以汽車

8、動(dòng)力學(xué)構(gòu)造公式。該模型建立了相關(guān)分析和安全車距的跟馳模型的步驟，采用多元一次回歸方程擬合后車加速度，如果擬合效果不好，再采用多元高次方程擬合。此模型的擬合精度取決于所取得的跟馳試驗(yàn)數(shù)據(jù)。1.3生理-心理模型及評(píng)價(jià)生理-心理模型也稱反應(yīng)