基于NGSIM数据的高速公路客货混合车流改进跟驰模型

为了给货车比例较高的疏港高速公路上的车辆跟驰行为研究提供基础和借鉴,本研究通过改进现有模型来研究高速公路客货混合车流中车辆的跟驰行为。考虑到货车驾驶人对于车头间距的变化比较敏感,对FVD模型进行改进,将车头间距作为直接作用项,建立了改进跟驰模型。基于NGSIM数据标定改进跟驰模型,并对改进的跟驰模型进行了不同的仿真对比试验。在微观跟驰特性分析中,将实际数据拟合的速度-车头间距关系与改进模型仿真输出的曲线进行对比分析,验证了改进模型刻画混合车流中货车跟驰行为的精确性;在宏观交通流特性分析中,将改进模型仿真出的速度-密度与流量-密度特征与实际交通流做对比,验证了改进模型对提升道路通行能力和拥堵流平均速度的影响。同时,为研究改进模型的干扰恢复能力,对敏感性进行了仿真分析。结果表明:改进跟驰模型的稳定性表现更好,能很好地模拟车队的扰动“消化”过程;改进跟驰模型的仿真结果与实际数据的微观统计特征的吻合程度较高,与实际数据的宏观拟合结果的变化趋势一致;车头间距直接作用项的敏感系数越大,车队受扰动后的恢复至稳态的时间越短。该改进跟驰模型可为分析疏港高速公路的运行特征提供理论依据。