跟车模型PPT资料.ppt
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的运行特性。
v跟车理论的研究开始于跟车理论的研究开始于50年代,年代,1950年年Reushel和和1953年年Pipes对跟车过对跟车过程的研究,标志着跟车理论解析方法研究的开始。
程的研究,标志着跟车理论解析方法研究的开始。
Gazis、Herman、Rothory等人于等人于1960年前后在美国通用汽车动力实验室提出的年前后在美国通用汽车动力实验室提出的GM系列系列模型,成为早期跟车理论中最重要的工作。
模型,成为早期跟车理论中最重要的工作。
长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型v车辆跟驰的特性(非自由行驶状态的特性)车辆跟驰的特性(非自由行驶状态的特性)制约性制约性延迟性延迟性传递性传递性v线性跟车模型线性跟车模型刺激反应问题刺激反应问题刺激:
由于前导车的加速或减速而引起的前导车与随车刺激:
由于前导车的加速或减速而引起的前导车与随车之间的速度差或车头间距的变化之间的速度差或车头间距的变化反应:
随车为了紧密而又安全地跟随前导车而做出的加反应:
随车为了紧密而又安全地跟随前导车而做出的加速或减速的操作动作速或减速的操作动作长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型v线性跟车模型示意图线性跟车模型示意图长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型v基本假定基本假定前导车和后续车的减速制动距离相等前导车和后续车的减速制动距离相等在反应时间内,后续车的速度保持不变在反应时间内,后续车的速度保持不变刺激由前车引起刺激由前车引起v推导过程推导过程长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型v线性跟车模型的解释说明线性跟车模型的解释说明T:
随车反应时间:
随车反应时间(1/T):
灵敏度:
灵敏度:
时刻:
时刻t刺激刺激:
随车反应:
随车反应v模型的简化模型的简化长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型v线性跟车模型的稳定性线性跟车模型的稳定性局部稳定:
若前后两车的速度大致相等,车间距离大体保持局部稳定:
若前后两车的速度大致相等,车间距离大体保持某一常数值,叫做局部稳定。
局部稳定涉及的是随车对前车某一常数值,叫做局部稳定。
局部稳定涉及的是随车对前车的波动反应,是指两车之间的局部行为。
的波动反应,是指两车之间的局部行为。
局部稳定条件:
19591959年海尔曼使用拉普拉斯变换来求解微分年海尔曼使用拉普拉斯变换来求解微分方程,得到了车辆跟驰的局部稳定性条件。
(方程,得到了车辆跟驰的局部稳定性条件。
(CC=TT)CC值值间距摆动情况间距摆动情况0C1/e基本稳定基本稳定1/eC/2摆动幅度增大摆动幅度增大长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型局部不稳定的原因是由于局部不稳定的原因是由于CC值过大,而值过大,而CC值过大的原因值过大的原因有有过大或过大或TT过大。
因此反应慢或对相同刺激的反应太过大。
因此反应慢或对相同刺激的反应太强烈都会使车流趋向于不稳定。
强烈都会使车流趋向于不稳定。
长沙理工大学长沙理工大学5.1线性跟车模型线性跟车模型渐进稳定:
速度的变化有向其后各车传播的特性,如果渐进稳定:
速度的变化有向其后各车传播的特性,如果速度变化的振幅在传播过程中增大了,叫做不稳定;
如速度变化的振幅在传播过程中增大了,叫做不稳定;
如果振幅逐渐衰减则叫做稳定,这种情形我们就称之为渐果振幅逐渐衰减则叫做稳定,这种情形我们就称之为渐近稳定。
近稳定。
局部稳定考虑的是车辆之间的局部行为,而渐近稳定考局部稳定考虑的是车辆之间的局部行为,而渐近稳定考虑的是一列车队(除排头车)运行的稳定性情况。
虑的是一列车队(除排头车)运行的稳定性情况。
海尔曼通过研究表明,以海尔曼通过研究表明,以CC是否大于是否大于0.50.5作为衡量车队是作为衡量车队是否稳定的指标。
若否稳定的指标。
若CC0.50.5,那么不稳定,此时有尾撞事那么不稳定,此时有尾撞事故的发生;
若故的发生;
若CC0.50.5,那么就是一种渐近稳定。
那么就是一种渐近稳定。
长沙理工大学长沙理工大学5.2非线性跟车模型非线性跟车模型v线性跟车模型的特点线性跟车模型的特点优点:
模型简单,对稳定分析很敏感;
优点:
缺点:
后续车的反应仅仅为前后两车相对速度的函数,缺点:
后续车的反应仅仅为前后两车相对速度的函数,而没有考虑到车辆之间的距离。
而没有考虑到车辆之间的距离。
v非线性跟车模型非线性跟车模型19591959年,加赛斯采用灵敏度系数年,加赛斯采用灵敏度系数与车头间距成反比与车头间距成反比的关系得到了非线性跟车模型。
的关系得到了非线性跟车模型。
模型:
长沙理工大学长沙理工大学5.3跟车模型的一般形式跟车模型的一般形式v19611961年,加赛斯又提出了年,加赛斯又提出了GMGM跟车模型的一般公式。
跟车模型的一般公式。
模型形式模型形式:
模型特点:
跟车模型的一般公式认为,后续车的跟驰反模型特点:
跟车模型的一般公式认为,后续车的跟驰反应不仅与它和前导车之间的速度差有关,还与两辆车之应不仅与它和前导车之间的速度差有关,还与两辆车之间的间距及后续车本身的速度有关。
间的间距及后续车本身的速度有关。
长沙理工大学长沙理工大学5.4跟车模型与车流模型跟车模型与车流模型v车流模型是指在稳定的车流中,流量、速度与密度三者之车流模型是指在稳定的车流中,流量、速度与密度三者之间的相互关系,如间的相互关系,如GreenshieldsGreenshields、GreenbergGreenberg、UnderwoodUnderwood速度速度密度模型都是车流模型的形式。
密度模型都是车流模型的形式。
v从跟车模型出发,可以得到各种速度从跟车模型出发,可以得到各种速度密度关系,即可由密度关系,即可由微观的跟车模型推导出宏观的车流模型,方法是根据边界微观的跟车模型推导出宏观的车流模型,方法是根据边界条件来解微分方程。
条件来解微分方程。
v实例分析实例分析m0,l2导出导出Greenshields线性模型线性模型m1,l2导出导出Underwood指数模型指数模型长沙理工大学长沙理工大学5.4跟车模型与车流模型跟车模型与车流模型例:
例:
m1,l2导出导出Underwood指数模型指数模型长沙理工大学长沙理工大学5.5线性跟车模型的求解线性跟车模型的求解v求解模型求解模型基本假设:
假定在每一个微小的时间段基本假设:
假定在每一个微小的时间段tt内,加速度是一内,加速度是一致的,等于每一时段开始与结束时刻计算加速度的平均值。
致的,等于每一时段开始与结束时刻计算加速度的平均值。
基本公式:
长沙理工大学长沙理工大学长沙理工大学长沙理工大学5.6跟车模型的应用跟车模型的应用v判断车流的稳定性判断车流的稳定性v判断追尾的可能性判断追尾的可能性v可以预测和研究车队的运行特性可以预测和研究车队的运行特性v通过计算机处理,可以研究行车的安全性通过计算机处理,可以研究行车的安全性v高速公路上的跟车特性,最适用于跟车理论高速公路上的跟车特性,最适用于跟车理论v可以用来控制稳定通行能力可以用来控制稳定通行能力长沙理工大学长沙理工大学
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