基于駕駛行為共性建模的交通流特性分析方法研究.pdf

1、由人、車和道路組成的交通系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。由于人的主觀能動(dòng)性和外界交通條件等因素的變化使得交通行為變得異常復(fù)雜，交通擁擠阻塞和交通事故頻頻發(fā)生。緩解交通擁擠阻塞和減少交通事故成了世界性的交通問題。交通設(shè)計(jì)和交通安全運(yùn)營管理所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于對(duì)交通流特性的研究。對(duì)交通流特性研究通常采用建立歐拉坐標(biāo)系統(tǒng)或拉格朗日坐標(biāo)系統(tǒng)下的模型重構(gòu)交通基本圖的方法。在研究交通流特性的理論中，利用物理的質(zhì)量守恒和慣性可壓縮性而忽略交通流中車輛的大小和

2、車輛與車輛之間的相互影響的建立宏觀模型，根據(jù)單車移動(dòng)和車輛與車輛之間的相互影響建立微觀模型。在交通實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的三相交通流理論是新的交通流理論。由于研究角度和模型處理方法的精度的不同，使得各種模型在揭示交通流特性和解釋交通流中出現(xiàn)的交通現(xiàn)象的能力方面各不相同以及重構(gòu)三相交通流各不同。跟車模型是交通流微觀理論模型中研究時(shí)間最長、解釋交通現(xiàn)象和重構(gòu)三相交通流能力相對(duì)較弱的理論。為了彌補(bǔ)這些方面的不足，本論文從駕駛員駕駛行為共性角度出發(fā)建

3、立新模型對(duì)交通流特性的揭示、交通現(xiàn)象的解釋和三相交通流的重構(gòu)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　 交通流的動(dòng)態(tài)體現(xiàn)在車輛在時(shí)間空間的分布，而決定車輛分布的直接控制者是駕駛員，駕駛員的主觀能動(dòng)性體現(xiàn)在駕駛行為的改變。駕駛行為的改變被抽象為許多參數(shù)，利用這些參數(shù)構(gòu)造跟車模型是跟車?yán)碚摰暮诵摹Ｕ撐幕仡櫡治鲋饕嚹Ｐ驮诶民{駛行為參數(shù)構(gòu)建模型的優(yōu)缺點(diǎn)，為改造和建立模型提供依據(jù)。
　　 從單車移動(dòng)的特點(diǎn)推導(dǎo)出質(zhì)量守恒方程方面，研究微觀模型

4、理論和宏觀模型理論的等價(jià)統(tǒng)一關(guān)系。根據(jù)質(zhì)量守恒方程提出在歐拉坐標(biāo)系統(tǒng)或拉格朗日坐標(biāo)系統(tǒng)下建立模型的模型相似的比例尺尺度關(guān)系，確立兩種坐標(biāo)系統(tǒng)下針對(duì)自變量和狀態(tài)變量不同情況使用模型相似的比例尺尺度關(guān)系的各自原則。利用模型比例尺尺度關(guān)系分析微觀模型中Herman跟車模型、Newell跟車模型、Bando優(yōu)化速度模型和部分元胞自動(dòng)機(jī)模型的特點(diǎn)，以便在構(gòu)建新模型時(shí)借鑒。
　　 分析回波速度在歐拉坐標(biāo)系統(tǒng)和拉格朗日坐標(biāo)系統(tǒng)下模型之間的橋梁

5、作用，確定回波速度可以量化作為評(píng)價(jià)模型相似程度的標(biāo)準(zhǔn)，指出忽略了回波速度是Herman跟車模型和Bando優(yōu)化速度模型等模型相似精度降低的原因。提出建立以回波速度作為控制模型相似程度的跟車模型建模思想。利用抽象出的駕駛行為共性參數(shù)，建立回波速度的微觀公式、速度-密度關(guān)系以及流量-密度關(guān)系和跟車模型。
　　 數(shù)值模擬計(jì)算回波速度的微觀公式、速度-密度關(guān)系以及流量-密度關(guān)系，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果分析得出結(jié)論：駕駛員反應(yīng)時(shí)間在交通流狀態(tài)穩(wěn)定

6、與否中起重要作用；加速回波速度小于等于減速回波速度；回波速度隨著駕駛員反應(yīng)時(shí)間的減小而減小；流量隨著駕駛員反應(yīng)時(shí)間的減小而增大；駕駛員反應(yīng)時(shí)間在1.5s～2.0s之間，回波速度計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)給出觀測結(jié)果(15km/h～30km/h)吻合。
　　 利用模型解釋交通流中速度陡降和流量陡降以及交通滯后現(xiàn)象，指出產(chǎn)生這些現(xiàn)象原因是駕駛員反應(yīng)時(shí)間在加速和減速過程中不同選擇導(dǎo)致的。利用新的跟車模型重構(gòu)三相交通流。
　　 通過設(shè)計(jì)的實(shí)