考虑多前车位置及分位数速度差跟驰模型稳定性分析

摘要

为探究交通流特性对车辆跟驰行为的影响，基于分位数回归方法对跟驰模型进行改进，通过稳定性分析方法利用车头间距描述交通拥堵情况。根据分位数回归方法对模型中的优化速度函数进行改进，并将其应用于考虑多前车位置及速度差跟驰模型，使模型可以通过分位点的变换，在仿真过程中模拟不同驾驶风格的车辆。运用傅里叶变换理论推导出该模型的线性稳定性条件，并通过摄动法求得其修正Korteweg-de Vries(mKdV)方程的解，根据车头间距的扭结-反扭结解描述交通拥堵的变化情况。分析对比考虑不同因素的跟驰模型的稳定性临界曲线，为评估改进模型的有效性，搭建环形车道仿真平台并对改进模型进行数值实验。结果表明：在仿真实验中，随着分位点的增加，改进模型达到稳定状态的平均速度逐渐增加，车速分别为9.57、12.58、14.76 m/s;相比原模型，改进模型能够实现更少的位移波动，位移差最小为1.05 m;在混合模型实验中，随着激进驾驶风格车辆数量的增加，改进模型与多速度差模型相比，车队整体的平均速度达到12.42 m/s,位移波动能够达到稳定状态。

关键词

交通工程 / 跟驰模型 / 多前车位置 / 分位数回归 / 稳定性分析