车辆跟驰模型研究综述

《车辆跟驰模型研究综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第五部分：载运工鼻设计制造及运用工程岢r，‘’

2、7F一∽。^-⋯’'’Ⅷ神●一’，伊∥，一矿一～。．“}■。彳o～’一一。。；⋯，车辆跟驰模型研究综述贾洪飞，潘玲(吉林大学交通学院，吉林长春130025)摘要：在查阅和收集了国内外大量研究文献的基础上，系统地综述和分析车辆跟驰行为仿真模型的国内外研究进展，并提出存在的主要问题和迸一步开展该项研究的建议，根据认知心理学和人机工程学的知识，论证建立新—代基于驾驶员多源信息协同认知行为的智能化车辆跟驰仿真模型的必要性。关键词：跟驰模型；认知心理学；人机工程学；协同0引言车辆跟驰模型是运用动力学方法，探究在单—{i道匕车辆排队行驶时，后

3、车跟随前车的行驶状态，并用数学瞻劫日以分析阐明自g_-种理论，此状态的车队具有制约性、延迟性和传递性等特点，这些特点决定了交通信息沿车队向后传递不是平滑连续而是像脉冲—样间断连续的【l】。因此，车辆跟驰模型的研究对于了解和认识交通流的特征，进而j吧：这些了解和认识应用与交通规划、交通管理与控制，充分发挥交通设施的功效，解决交通问题有着极其重要的意义。车辆跟驰模型已被研究了将近半个世纪(1950年ReuschelA．和1953年PipesLA．对跟驰过程的研究，标志着跟驰理论解析方法研究的开始)o之后，车辆跟驰虞型的研究又经历了控制工程、感知和心理学九个阶段。近，1年来，车辆跟驰

4、模型在交通工程和安全等研究领域变得更加重要。交i百工程人员逐步认识到对跟车过程中驾驶员刺激一反应过程研究进—步深入的=监擂I性，认为道路交通系统不能简单的视为—种纯机诚系统，而应该被看成是—种由物理(等价于其中的运动)和心理(等价于人的感知和处理)相互作用的系统，人的主观因素在系统中发挥着重要的作用。因此，对在跟驰过程中驾驶员的行为动机及其b理、生理特性包括驾驶技能、驾驶的倾向性、对于安全感的需求、感知交通环境变化的能力、5t,]-襄J激的反应灵敏度、最大加减速度的接受值等诸方面作了深入研究。另—方面，随着研究手段和数据采集手段的多}孝I化发展，在跟驰模型的研究过程中，不断地吸

5、收了新的研究方法，从传统的经典物理学、心理学到控制论、统计学、模糊数学、神经网络等技术都得到广泛应用。1早期车辆跟驰模型研究综述l。1Pipes与Forbes的跟驰模型Pipes的车辆跟驰模型源于加利福尼亚机动车法规中对驾驶员跟驰行驶的建议：在跟随行驶过程中，安全距离至少为—个车身长度，并随速度每增加16km／h，就增加—个车长。Pipes与Forbes的跟驰模型是早期的研究成果，其工作具有开创的意义，虽然随着对这—领域的深入研究，其模型精度已不能令人满意。但其形式简单，物理意义明确，在实际当中仍然得到了广泛应用。1．2刺激—反应模型刺激-反应模型重在描述驾驶环境中各种刺激对驾

6、驶员行为的影响，包括GM模型和线性跟车模型。GM模型最早是1958年由美国通用汽车研究／j、组的Chandler，Herman和Montroll提出的，它是由驾驶动力学陵型(DrivingDynamicModel)推导丽来，并引入如下理念Response=f(sensitivity,stimuli)9972005·8中国·大连中国交通研究与探索(2005)一第六声全目交通远轮领域寺牟学术会议论文善·⋯，r?t’rt，『．·m’．5r"’产d。9∥舻∥M●式中，Response为后车在时刻t+Tl簦Y)Jl速度或减速度；sensitivity为后车对刺激的敏感度；stimuli为

7、在时刻t后车与前车的相对速度；T是后车驾驶员的反应时间。这个模型的基本假设为：驾驶员的加速度与两车之间的速度差成正比；与两车的车头间距成反比；同时与自身的速度也存在直接的关系。GM模型清楚地反映出车辆跟驰行驶的制约性、延迟性及传递性。GM跟驰模型形式简单，物理意义明确。作为早期的研究成果，具有开创意义，许多后期的跟驰睫墅研究都是以其建立的刺激_反应的方程为基础，在前车紧急刹车时，后车维持不致发生尾撞的最小安全距离为前提推导而得的。然而，由于对敏感度的考虑不阿——认为是常量或是变量，刺激的内涵不同——表现为速度、距离或速度与距离，推导过程的假设不同—_反应时间内行驶距离与减速行驶

8、距静拍￡号法不同，从而产生了多种多样的车辆跟驰模型。但是，GM模型的通用性较差，现在较少使用GM模型，这是因为在确定m和，的过程中存在大量的矛盾之处。造成矛盾的原因可能有：(1)车辆跟驰行为非常易于随着交通条件和交通运行状态的变化而变化，前车的刺激与后车的反应并非是——对应的关系。(2)大量的研究和试验是癌桶速度和停停走走的交通运行状态中进行的，而这种状态的交通流不能彳良好地反映—般的跟驰行为。(3)根据GM模型，无论前后车相距多远，都存在影响关系，这不符合车辆跟驰模型的基本概念。(4)但前