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本文以构造能够准确反映我国城市快速道路上实际交通流稳定跟车状态车头间距的振荡模型为最终目标。稳定跟车状态下,车头间距在一定范围内进行小幅度调整,试图接近期望车头间距的行为被称为车头间距的振荡过程。
车辆的跟驰行为是道路上最常见的交通现象之一。跟驰模型反映的是跟随车辆的驾驶员在获得前车的有关信息后所做出的刺激反应行为。作为现代交通流理论的一个重要组成部分,同时也是所有微观交通仿真模型的理论基础,跟驰模型的重要性不言而喻。车头间距作为跟驰模型的重要参数之一,其表达方式能否准确反映实际,对模型的精度影响很大。本文选择了具有重要政治经济意义、实践中被普遍关注的城市快速路作为研究对象,针对城市快速路中的稳定跟车状态车头间距的振荡现象展开研究,其成果将为实现更精确的交通仿真提供理论基础。
本研究分析概括了国内外对车头间距的研究历程,梳理了仿真软件应用车头间距为指标的相关报道,并对交通流中存在混沌现象的相关研究进行了总结,并最终在此基础上研究城市快速路稳定跟车状态下实际车头间距振荡的振幅和周期的变化规律。
本研究选择了基于GPS的实时动态车辆跟驰数据采集方法,收集了大量真实反映我国城市快速道路交通条件特征的车辆跟驰数据,为真实反映我国城市快速道路实际交通流中稳定跟车状态下的车头间距振荡模型的研究提供了坚实的数据支持。
通过类比的方法,结合振幅在物理学上的定义和周期的一般定义分别给出了交通范畴中与稳定跟车状态车头间距相关的振幅和周期的定义,并定义了相对于实际稳定跟车状态的理想稳定跟车状态。
本研究分别分析了城市快速道路实际交通流稳定跟车状态下车头间距振荡的振幅和后车速度、周期和后车速度之间存在的相关性及其原因,并利用在特定的道路条件和交通条件下获得的稳定跟车数据分别得到了车头间距的振幅与后车速度、周期与后车速度的统计模型。最后,在此基础上进一步得到了城市快速道路实际交通流稳定跟车状态下车头间距的振荡模型。
最后,本研究利用驾驶模拟舱得到的稳定跟车数据对振荡模型进行了验证,证明该模型具有较高的有效性。