《跟驰理论》PPT课件.ppt

第四章 跟驰理论模型,单车道跟驰现象 跟驰理论 跟驰理论模型,跟驰理论是运用动力学方法研究在限制超车的单车道上，行驶车队前车速度的变化引起后车的反应，研究的主要参数是给定速度下跟驰行驶的平均车头间距。,车队行驶过程中的一种重要现象。 连接车辆个体行为与车队宏观特性及稳定性的桥梁。,单车道通行能力的估计：,C = (1000) V/S C单车道通行能力(vehicles/hour) V速度(km/hour) S平均车头间距（m） 它将单车道通行能力和车头间距联系了起来,1950 通行能力手册 速度间距的关系,S =+V+VV 车辆长度L 反应时间T 跟驰车辆最大减速度的二倍之倒数 它将速度和车头间距联系了起来,第一节 模型的建立,单车道车辆跟驰理论认为车头间距在0到100或125米之内时车辆间存在着互相的影响。 为分析跟驰车辆驾驶员的反应，我们将其的反应过程分为以下三阶段： 感知阶段 做出决定阶段 控制阶段,一、跟驰模型的建立,反应=刺激 误差 命令输出,车辆的 动态特性,感知和 信息搜索,决策与 控制过程,头 车 状 态,驾驶员,跟驰 车辆状态,反馈循环,车辆跟驰框图,二、线型跟驰模型的建立,刺激为两车的相对速度 反应为跟驰车辆的加速度,综合累计,反应时间,反应强度 系数,头 车 速 度,加速命令,驾驶员,跟驰 车辆 速度,线型跟驰模型框图,第二节 稳定性分析,局部稳定性 跟驰车辆对它前面车辆运行波动的反应，关注车辆间配合的局部行为。 令 C=T 经研究，根据C取得的不同值，跟驰行驶两车的运动情况可分为四类： 见47页 左下角,对于一般情况下的跟驰现象，如果跟驰车辆的最终速度和初始速度分别为V和U的话，我们根据数学关系可以退出以下公式：,4-7页 4.19,再结合前面的公式,4-7页,整理得 4-7页 4.20,参数的意义： 头车的速度 跟驰车辆的速度 车头间距变化量,渐进稳定性,关注车队中每一辆车的波动特性在车队中的表现，即车队的整体波动特性。 假设车队中各驾驶员的反应强度系数值相同，描述一列长度为N的车队的方程为： 4-10页 4.23,渐进稳定性标准的讨论,经过人们的研究，一列行驶的车队当C=T小于0.50.52时（一般为0.5）才是渐进稳定的，也就是说车队中车辆的振幅呈衰减的趋势。 见4-11页 图4.4,次最近车辆的配合,跟驰行驶的车辆除了受的最近的前方车辆的影响之外，往往还会受到次最近车辆，即其前面第二辆车的影响，我们将这种影响也列入模型之中，就得到下面的跟驰模型形式： 影响很小，一般可忽略不计。 4-12页 4.29,第三节 稳定流分析,稳定流：满足局部稳定性和渐进稳定性要求 的交通流。 线性跟驰模型的分析： 4-14页 4.33式 4-14页 4.34式 4-15页 4.35式 4-15页 4.36式,非线性跟驰模型的分析,线性跟驰模型假定驾驶员的反应强度与车间的距离无关，而仅与相对速度有关，但从模型本身出发，反应强度的大小不仅取决于前后车的速度差，还与相对距离有关系。 车头间距倒数模型,正比于速度的间距倒数模型,分析驾驶员的反应过程，其反应强度除了和车头间距有关外，还应由车辆的速度有关。 4-19页左 Greenshied模型 4-19页右,模型的统一表示,其中反应强度系数取以下几种形式： 常数 反比与车头间距 正比于车速、反比与车