考慮多車(chē)效應(yīng)的改進(jìn)耦合映射跟馳模型研究.pdf

1、車(chē)輛跟馳模型(Car-Following Model)描述了單車(chē)道無(wú)超車(chē)行駛車(chē)隊(duì)中后車(chē)跟隨前車(chē)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程,從微觀層面刻畫(huà)了單車(chē)道上交通流的演化特性,對(duì)現(xiàn)代交通的模擬、評(píng)價(jià)及管理控制有著重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。耦合映射(Coupled Map)跟馳模型是車(chē)輛跟馳模型的一種離散版本,適于描述復(fù)雜的交通控制問(wèn)題,且算法簡(jiǎn)潔,便于計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn),但是傳統(tǒng)CM模型考慮的駕駛因素較少,對(duì)實(shí)際交通的刻畫(huà)比較簡(jiǎn)單。
　　隨著交通系統(tǒng)內(nèi)車(chē)輛密度

2、的增加,車(chē)與車(chē)之間的關(guān)系越來(lái)越緊密,當(dāng)前車(chē)的行駛狀態(tài)不僅受其直接前導(dǎo)車(chē)的影響,而且還受前方多輛車(chē)和后方車(chē)輛狀態(tài)的影響,而傳統(tǒng)的耦合映射模型沒(méi)有考慮這種多車(chē)效應(yīng),為此,本文從前后多車(chē)效應(yīng)出發(fā),對(duì)CM模型進(jìn)行改進(jìn),并研究了基于改進(jìn)模型的交通擁堵抑制方法,為如何提供信息引導(dǎo)駕駛行為的改變以抑制交通擁堵提供了一定參考。論文的主要工作如下:
　　首先,考慮多前車(chē)車(chē)頭間距信息,對(duì)CM模型中的優(yōu)化速度(OV)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn),提出了基于多前車(chē)效應(yīng)的

3、耦合映射(MPVCM)跟馳模型,利用線(xiàn)性系統(tǒng)理論導(dǎo)出了其穩(wěn)定性條件,在開(kāi)放邊界條件下對(duì)模型進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:對(duì)比傳統(tǒng) CM模型,MPVCM模型明顯改善了小擾動(dòng)引起的車(chē)流失穩(wěn)現(xiàn)象,提高了車(chē)流穩(wěn)定性,并且得到考慮前方車(chē)輛的最佳數(shù)目為3輛。
　　然后,由于實(shí)際交通中駕駛員會(huì)通過(guò)后視鏡或借助 ITS觀察后車(chē)狀態(tài)變化,為此在MPVCM模型上進(jìn)一步考慮后車(chē)效應(yīng),設(shè)計(jì)相應(yīng)的后視優(yōu)化速度函數(shù),提出了考慮前后多車(chē)綜合效應(yīng)的CECM模型,對(duì)其進(jìn)

4、行了穩(wěn)定性分析與數(shù)值模擬,結(jié)果顯示:相比MPVCM模型,CECM模型中的穩(wěn)態(tài)車(chē)頭間距增大,車(chē)速波動(dòng)幅度更小,更加有效地改善了小擾動(dòng)引起的車(chē)流失穩(wěn)現(xiàn)象,進(jìn)一步提高車(chē)流穩(wěn)定性。
　　最后,考慮到鄰近前車(chē)與當(dāng)前車(chē)速度差和安全間距是駕駛員在跟隨行駛中最直接關(guān)注的信息因素,提出了基于本文CECM模型的速度差-安全間距(VDSH)綜合效應(yīng)擁堵抑制方法,理論推導(dǎo)了不產(chǎn)生交通擁堵的條件,給出了反饋增益取值的一般方法。理論分析和模擬結(jié)果表明:VDS