随机噪声作用下车辆跟驰的稳定性分析

来源 :第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanrong
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  随着交通车辆的快速增长,车辆拥堵的问题日益凸显。为了模拟交通流现象,Bando在1995年提出了优化速度跟驰模型(OVM),描述了无法超车的单车道下车辆根据车头距和速度调节车速。应用该模型能够较好的解释交通流拥堵的动态过程以及交通流密度和流量的关系特点,因此被广泛应用于交通流车辆动态关系的研究。在此数学模型基础上,车队稳定性是指车辆状态在微小扰动的情况下车辆能保持恒定的速度和车头距行进。满足了稳定条件,交通流就是稳定的;反之则会有拥堵、时走时停的现象发生。因此,车辆跟驰的稳定性条件成为了问题分析的关键。本文分析了传统优化速度模型的局限性,因为驾驶员的反应时间和操作习惯不同,车辆性能各异,驾驶员对车辆的运行状态的判断以及以对车辆的控制都存在一定的随机性因素,考虑对原有确定性模型施加高斯白噪声激励,体现真实车流的随机性。假定有N辆车首尾相接在环道上行驶,首先对原系统动力学方程进行解耦,得到低维的模态状态方程,在此基础上,分析各模态的矩稳定性,得到随机稳定性条件,研究车头距、敏感系统、优化速度函数和噪声强度等各参数对稳定性的影响。最后,用MATLAB进行数值模拟,验证理论分析方法的可行性。
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