基于改进社会力模型的电动自行车对机动车运行影响机理

王新春; 张萌萌; 张洁; 杨丽平; 郭亚娟; 马晓龙

doi:10.27040/j.cnki.1672-0032.2025.11.06.0001

山东交通学院学报 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (3) : 1 -10. DOI: 10.27040/j.cnki.1672-0032.2025.11.06.0001

基于改进社会力模型的电动自行车对机动车运行影响机理

王新春, 张萌萌, 张洁, 杨丽平, 郭亚娟, 马晓龙

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摘要

为准确刻画机非混行道路电动自行车对机动车的行驶干扰，通过无人机获取城市道路高精度交通视频数据，提取车辆间距、相对位置角、轨迹偏移等空间特征参数及相对速度、加速度等时序特征参数；基于传统社会力模型，引入机非异质干扰力项，构建适配机非混行场景的改进社会力模型，量化电动自行车侵入对机动车的行驶扰动效应，结合粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）算法标定模型参数。结果表明：机非干扰过程中，机动车与电动自行车的车辆间距呈靠近-交互-分离的动态变化特征，平均最小间距约为5.2 m,机动车速度波动较大，速度平均减小约1.8 m/s,电动自行车的速度波动较小；改进社会力模型能较好再现机非交互过程中机动车加速度演化规律，相比传统社会力模型，均方根误差和平均绝对误差分别减小43.65%、48.06%,决定系数R²增至0.912 6,预测精度显著提高；改进社会力模型的加速度预测残差近似服从正态分布，残差均值趋近0,残差绝对值大于0.50 m/s²的样本占比仅为8.0%;残差-拟合值散点图显示无系统性偏差，预测加速度与实测加速度的散点分布图显示预测结果与实测数据的一致性较好，整体离散程度较小，模型适用性和稳定性较好。