道路交通流理論第四章-資料下載頁
2025-06-26 03:56本頁面
【正文】 跟馳理論還有一些不足。我們上面通過對穩(wěn)態(tài)流分析，對跟馳理論的模型不斷進行修正和擴充，以使模型適合于各種不同的交通狀況。但是經(jīng)過近幾年的實驗和進一步研究發(fā)現(xiàn)，流量—密度曲線在接近最大流的地方有明顯的間斷，流量突然下降。這說明流量—密度曲線具有不連續(xù)性，而以前的研究認為該曲線是連續(xù)的，并沒有發(fā)現(xiàn)這一問題。針對這一情況，現(xiàn)在有人提出了一種全新理論：突變理論。這種理論與傳統(tǒng)跟馳理論的建模方法完全不同，該理論中第一次提出可以用“交點突變”的思想來解釋和描述交通流參數(shù)的上述不連續(xù)性，有望解決傳統(tǒng)跟馳理論的不足。初步的研究表明，這一理論應用于交通流分析具備可行性。隨著科技的發(fā)展，道路和車輛技術(shù)水平也在不斷提高。為了進一步提高道路的利用率和通行能力，現(xiàn)在又提出了智能化公路和車輛自動駕駛的設想方案，并在做一些試驗性的研究和探索。所謂智能化公路和車輛自動駕駛，就是在道路上開設裝有導向設備（如導向槽）的專門車道，車輛在配有特殊裝置的情況下可以進入該車道進行自動行駛，無需駕駛員手工操縱。車輛也可以隨意離開該車道進入普通車道，由駕駛員手工駕駛車輛行駛。傳統(tǒng)的跟馳理論都是基于駕駛員手工操縱車輛進行的研究，如果智能化公路和車輛自動駕駛技術(shù)在實用領域取得突破性進展，那么必將導致跟馳理論新的研究領域和發(fā)展方向。目前，智能化公路與車輛自動駕駛技術(shù)的研究還處于實驗室階段，但也取得了一些可喜成果，其應用前景是十分樂觀的。第四節(jié) 加速度干擾本節(jié)簡單介紹一下關于加速度干擾的問題。分析駕駛員在路上的行車過程，任何人都不會始終維持某一速度恒定不變，而是在一定速度范圍內(nèi)變化或擺動。交通量較小時駕駛員也會出現(xiàn)這種現(xiàn)象；交通量較大時雖然跟馳現(xiàn)象十分明顯，但是由于受交通控制信號的影響，車輛速度更會出現(xiàn)擺動。加速度干擾就是對車輛速度擺動的描述，車速擺動還涉及到乘車舒適性的問題，加速度干擾可以作為一個定量評價指標。一、加速度干擾的計算車輛速度擺動的大小可用加速度對平均加速度的標準差來表示，我們稱為加速度干擾，單位與加速度的單位一致，其公式如下： （4—44）式中： ——觀測總時間；——時刻加速度；——平均加速度。如果假定平均加速度為0，那么加速度干擾的公式變成如下形式： （4—45）式中參數(shù)含義同上。如果加速度的觀測以連續(xù)的時間間隔來取樣，那么相應的計算公式如下： （4—46）各參數(shù)含義同上。相應地如果平均加速度為0，則變?yōu)槿缦滦问剑? （4—47）參數(shù)含義同上。下面來推導加速度干擾計算的實用公式，實際應用中一般采用如下公式形式： （4—48）式中：——第觀測時間段的加速度（認為各小時間段內(nèi)加速度值相等）；——第觀測時間段長。其余參數(shù)含義同上，將此式進行如下變換： （4—49）這里為第觀測時間段的速度，相應地： （4—50）而所以有 （4—51）將式（4—51）代入式（4—50），并且利用,有： （4—52）將此式代入式（4—49）得到： （4—53）式中：——觀測總時段的末速度；——觀測總時段的初速度；——速度的等分間距。此式適合于用坐標紙對速度和加速度觀測值進行繪圖計算。二、加速度干擾的影響因素加速度干擾主要受三個因素的影響：駕駛員、道路和交通狀況?？梢韵胍?，一個魯莽的駕駛員比一個穩(wěn)重的駕駛員對車速變換的次數(shù)要多，其加速度干擾也就相對要大；一條狹窄彎曲的道路或一條有信號控制的城市街道肯定要比一條多車道的高速道路速度變化大而且頻繁，自然加速度干擾也就大。經(jīng)過對不同交通條件及不同駕駛員進行試驗研究發(fā)現(xiàn)，加速度干擾有以下變化趨勢：1．通過丘陵地區(qū)的兩條道路，一條狹窄的雙車道道路比另一條雙向四車道的道路值要大得多；2．對于丘陵地區(qū)的同一條道路，下坡路段的值比上坡路段大；3．對于兩個駕駛員以低于公路設計車速的不同速度行駛時，值大致一樣；4．駕駛員超過設計車速駕駛，值會很大，而且速度越快的駕駛員其值越大；5．交通量增加，值增大；6．由于停車、公共汽車靠站、橫向交通、過街行人等產(chǎn)生的交通擁擠程度增大，值增加；7．與行駛時間和停車時間相比，值相對而言是交通擁擠更好的度量指標；8．的高值出現(xiàn)表明有潛在的危險情況。至于高值和低值，目前一般認為： ， 。當值為高值時，乘車舒適性很差。車輛速度的擺動直接關系到乘車舒適性，因此值可以作為乘車舒適性的定量評價指標。但是，目前還沒有對此進行充分的研究，只是有一些定性的結(jié)論，還需進一步的探討。第五節(jié) 小結(jié)本章重點討論了跟馳理論的主要內(nèi)容，介紹了跟馳模型的建模過程。首先從線性跟馳模型開始，說明了建模思想和方法。然后分析了線性跟馳模型的兩類穩(wěn)定性：局部穩(wěn)定性和漸進穩(wěn)定性。第三節(jié)結(jié)合穩(wěn)態(tài)流的特性，對線性跟馳模型進行修正和擴充，得到了一系列的非線性跟馳模型，并分析了各種模型適用的交通流狀況。第三節(jié)還分析了更一般化的跟馳模型的形式，給出了跟馳模型的主要框架，并作了進一步的討論，同時也介紹了跟馳理論存在的不足和今后的主要研究方向，展望了跟馳理論的研究前景。最后簡要介紹了加速度干擾問題，給出了一些研究成果，至于加速度干擾的應用還有待于進一步的研究。毫無疑問，跟馳理論將隨著交通科學研究的逐步深入而不斷發(fā)展。跟馳理論具有十分重要的意義，主要表現(xiàn)在：第一，對駕駛員的駕駛過程建立了數(shù)學模型，這為理解駕駛員的實際操作提供良好的基礎和思路；第二，根據(jù)線性跟馳模型分析車隊局部穩(wěn)定性和漸進穩(wěn)定性的判斷標準，這其中包含行車安全、交通狀況以及相關交通流動態(tài)特性的因素；第三，結(jié)合道路通行能力的估計，對單車道交通流穩(wěn)態(tài)特性進行了描述；第四，跟馳理論的深入研究將推動車輛智能化和自動控制技術(shù)的發(fā)展?？傊?，跟馳理論的研究，無疑將會促進交通工程學者對交通流理論及其相關領域進行更深入地研究。19
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