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车辆跟驰与换道的微观交通行为研究
| 论文题名： | 车辆跟驰与换道的微观交通行为研究 |
| 关键词： | 微观交通流;最优速度函数;跟驰模型;换道模型 |
| 摘要： | 交通流理论深入分析了车辆之间的相互作用关系，能够最大程度地反映交通流的本质特征，有助于更好地解决各类交通问题。车辆跟驰理论和换道理论作为微观交通流的基本理论，其目的是为了准确地反映人类的驾驶行为特性，重现人类的实际驾驶行为，具有指导交通组织和管理、缓解交通拥堵等现实意义。本文对跟驰模型和换道模型进行改进，使之更加符合人类的驾驶行为。具体改进内容包括:针对现有跟驰模型中最优速度函数的缺陷，提出了一个改进的最优速度函数;基于车辆偏离车道中心线的侧向间距，构建了换道跟驰联合模型。本文的研究内容如下: (1)提出了改进的最优速度函数。分析现有交通流模型在跟驰行为研究中的不足，利用数学归纳法严格地证明了最优速度函数中车头间距和最优速度错误的对应关系。以分段函数分隔不同阶段的车头间距，通过新建立的对应关系判断车辆行驶状态，改进了最优速度函数; (2)提出了基于改进的最优速度函数的跟驰模型。首先，利用微小扰动法对模型进行了稳定分析，得到了模型的稳定条件，并在周期性边界条件下进行了验证。其次，分析了基于两种最优速度函数的跟驰模型的动态性能。分析结果证明，基于改进的最优速度函数的跟驰模型在动态性能方面优于基于传统最优速度函数的跟驰模型，不仅能够解决车头间距持续增加问题，而且能实现车头间距在交通流融合和分断时的动态调整; (3)提出了考虑时变侧向间距的双前车换道跟驰模型。结合考虑侧向间距的跟驰模型，将车辆的换道视为具有横向运动的跟驰行为，将这两种常见的驾驶行为统一在同一模型之中。换道仿真结果证明，换道跟驰模型不仅能够动态调整由车辆换道引起的车头间距变化，还能合理地描述换道车辆及其后车的运动。 |
| 作者： | 刘振 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张志勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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