跟馳理論

跟馳理論

跟馳理論是運用動力學方法,探究在無法超車的單一車道上車輛列隊行駛時,後車跟隨前車的行駛狀態,並且藉助數學模式表達並加以分析闡明的一種理論。跟馳模型就是基於這種理論通過仿真,從而得到的數學模型 ,分為線性跟馳模型和非線性跟馳模型。在道路上,當交通流的密度很大時,車輛間距較小,車隊中任一輛車的車速都受前車速度的制約,駕駛員只能按前車提供的信息採用相應的車速,我們稱這種狀態為非自由運行狀態。跟馳理論就是研究在這種狀態車隊的行駛特性。

基本信息

跟馳理論

跟馳理論是運用動力學方法,探究在無法超車的單一車道上車輛列隊行駛時,後車跟隨前車的行駛狀態,並且藉助數學模式表達並加以分析闡明的一種理論。跟馳模型就是基於這種理論通過仿真,從而得到的數學模型 ,分為線性跟馳模型和非線性跟馳模型。

車輛跟馳特性

在道路上,當交通流的密度很大時,車輛間距較小,車隊中任一輛車的車速都受前車速度的制約,駕駛員只能按前車提供的信息採用相應的車速,我們稱這種狀態為非自由運行狀態。跟馳理論就是研究在這種狀態車隊的行駛特性。跟馳理論所研究的非自由運行狀態行駛車隊的三大特性:

(1)制約性
在車隊中,由於駕駛員總不願意落後,而是緊隨前車前進,這就是“緊隨要求”。同時後車的車速不能長時間大於前車,只能在前車車速附近擺動,以避免碰撞,這就是“車速條件”。此為,為了保證安全行車條件,又要保持兩車之間有足夠的距離,以滿足駕駛員做出反應,並採取制動措施,這是“間距條件”。
緊隨要求、車速條件、間距條件構成了一隊汽車的跟馳形式的制約性。即前車速度制約著後車速度和兩車距離。
(2)延遲性(也稱滯後性)
由制約性可知,前車改變運行狀態,後車也要改變。但前後車改變狀態不是同步的,後車要滯後於前車。因為駕駛員要對前車運行狀態的改變要有反應過程,就需要反應時間。假設反應時間為T,納悶前車在t時刻的動作,後車要在(t+T)時刻才能做出相應的動作,這就是延遲性。
延遲性又包括四個階段:
感覺階段———前車運行狀態的改變被察覺;
認識階段———對這一改變加以認識;
斷階段———對本車將要採取的措施作出判斷;
執行階段———由大腦到手腳的操縱動作。
(3)傳遞性
由制約性可知,第1輛車的運行狀態制約著第2輛車,第2輛車的運行狀態又制約著第3輛車,……,第n輛制約著第n+1輛。一旦第一輛車改變運行狀態,他的效應將會一輛接一輛的傳遞下去,直到最後一輛。這就是傳遞性。這種傳遞性由於具有延遲性,所以信息沿車隊向後傳遞不是平滑連續而是像脈衝一樣間斷連續的。

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