高速跟驰交通流动力学模型研究

为研究道路交通中的高速跟驰物理现象,针对高速跟驰车辆特点,综合考虑了驾驶员换道决策行为以及随机慢化等因素,结合前景理论等方法,提出了一种用于模拟道路交通流中高速跟驰物理现象的动力学模型(简称HCCA模型).通过计算机数值模拟,研究了高速跟驰交通流物理现象演化机理及高速跟驰特性.结果表明:与对称的双车道元胞自动机动力学模型相比,本文建立的HCCA动力学模型能够再现道路高速跟驰物理现象,并得到了道路小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合,最后模拟得到了丰富的交通物理现象,再现了自由流、同步流及运动阻塞等复杂交通物理现象.

考虑前车动态效应的高速跟驰交通流研究

为描述交通中存在的“高速跟驰”现象,在NaSch模型的基础上,考虑了前车的运动特性,并结合驾驶员的驾驶行为差异,建立了考虑前车动态效应的高速跟驰交通流模型(DPM)。通过数值模拟得到了高速跟驰规律,当道路车流密度为0.18时,车道上的高速跟驰率为4.93%;同时,通过分析车辆运动的时空特性,模拟出交通流中自由流、同步流以及宽幅运动阻塞现象;还得出了不同驾驶员占比下的速度-流量-密度的关系;并分析了车辆随时间变化的速度及车头间距波动情况,较NaSch模型有更高的交通稳定性。通过NGSIM数据集及国内实测数据验证了DPM模型的有效性和实用性。

基于场力的驾驶员影响因素交通流动力学模型

为研究驾驶员行为对道路交通的定量影响,针对驾驶员行为特点,综合考虑了驾驶员受到的直接物理影响和间接心理影响、相对速度以及车辆自身特性等因素,结合场力、图论等方法,提出了一种用于模拟考虑驾驶员影响因素的元胞自动机交通流动力学模型(简称IDCA模型).通过计算机数值模拟,研究了考虑驾驶员影响因素下车流演化机理及不同驾驶员类型对道路交通流的影响.结果表明:与NaSch模型相比,本文建立的IDCA模型能够模拟得到丰富的交通行为,再现了同步流等交通现象,从速度波动和车头间距波动分析得出IDCA模型下道路交通流具有更强的稳定性,堵塞消融效率更高.此外得到了由不同驾驶员类型按不同比例组成的混合交通流的密度-速度图和密度-流量图,发现在道路相同中高密度下,激进型驾驶员所占的比例越大,车辆速度与交通流量越大,交通流量随着保守型驾驶员比例的增加而降低.最后模拟实现了车辆高速跟驰现象,得到小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合.

Effects of Potential Lane-Changing Probability on Uniform Flow

In this paper, we use the car-following model with the anticipation effect of the potential lane-changing probability （Acta Mech. Sin. 24 （2008） 399） to investigate the effects of the potential lane-changing probability on uniform flow. The analytical and numerical results show that the potential lane-changing probability can enhance the speed and flow of uniform flow and that their increments are related to the density.

国内典型大城市快速路交通流实测

通过拍摄中国几个典型大城市不同快速路段的交通流录像并进行"车速-车头间距"数据采集,建立了一个包含210920组交通流实测数据的大样本数据库,根据实测数据得到的平均车速随着车头间距的增大而增大,符合交通流的基本特征;从超车道到交换道,一般平均速度依次下降,但在出口匝道影响下会出现"密度倒置"现象,实测数据转换得到"流量-密度"基本图,存在整个密度变化范围里都呈现非线性特征的类型,在小间距数据中,发现存在超过7%的"高速跟驰"车辆.

考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型

基于Na Sch元胞自动机交通流模型,考虑司机复杂的性格特征和驾驶行为差异,引入相邻车辆的动态车间距,提出了一个改进的单车道元胞自动机交通流模型.通过数值模拟得到了流量-密度关系,在中高密度区域呈现出一种弥散分布的状态而非惟一确定的关系,再现了交通系统中的自由流、同步流及宽幅运动阻塞,表明道路上即使没有交通瓶颈也会出现同步流和拥挤交通,同时揭示了在同步流中存在的车辆高速跟驰现象,高速跟驰率与交通实测结果较为符合.