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基于最小安全距離的車(chē)輛跟馳模型研究

文檔作者：許倫輝1 羅強(qiáng)1 吳建偉1 黃艷國(guó)1 2 文檔來(lái)源： 1．華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院 2．江西理工大學(xué)		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2020年12月04日
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第27卷第10期
2010年10月
公路交通科技
Journal of Highway and Transportation Research and Development
VoL 27 No．10
0ct．2010
文章編號(hào)：1002—0268(2010)10—0095—06
基于最小安全距離的車(chē)輛跟馳模型研究
許倫輝1，羅強(qiáng)1，吳建偉1，黃艷國(guó)1’2
(1．華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東廣州510640；2．江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西贛州341000)
摘要：在傳統(tǒng)的基于車(chē)頭時(shí)距的安全距離模型和基于制動(dòng)過(guò)程的安全距離模型的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)前導(dǎo)車(chē)分別處于
靜止、勻速和勻減速等不同行駛狀態(tài)，相應(yīng)地建立了單車(chē)道跟馳狀態(tài)下跟隨車(chē)與前導(dǎo)車(chē)不發(fā)生追尾碰撞的最小安全
距離模型，并充分考慮了車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中減速度漸變的過(guò)程，避免了以往模型中采用制動(dòng)減速度突變的問(wèn)題。最后，
通過(guò)M硝ab仿真系統(tǒng)對(duì)改進(jìn)模型和傳統(tǒng)模型進(jìn)行了同等條件下的仿真，仿真數(shù)據(jù)從理論上驗(yàn)證了改進(jìn)模型能夠很好
地解決傳統(tǒng)模型計(jì)算的安全距離存在較大偏差的問(wèn)題，可為今后研究跟馳模型提供一定的參考。
關(guān)鍵詞：交通工程；車(chē)輛跟馳模型；仿真；安全距離；交通流
中圖分類(lèi)號(hào)：U491 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Study of Car-following Model Based on Minimum Safety Distance
xu Lunhuil，LUO Qian91，WU Jianweil，HUANG Yangu01·2
(1．School of Civil and Transportation，South China University of Technology，Guangzhou Guangdong 510640，China；
2．School of Mechanical&amp;amp;Electronic Engineering，Jiall鰣University of Science and Technology，Ganzhou Ji徹cxi 341000，China)
Abstract：On the basis of the research of two traditional safety distance models which based on headway and
braking process，in connection with the leading vehicle in static，uniform speed，and uniform deceleration
driving states，a model of minimum safety distance for collision avoidance between the following and the
leading vehicles was established considering the vehicle gradual deceleration in braking process for avoiding
deceleration mutation in the old models．At last，the simulation for the improved model and the tradition one
Was performed with Matlab under the sanle condition．The Simulation data shows that the improved model
could resolve the inaccurate defects in computing safety distance by the tradition models and provide a
reference for the future research of Car-following model．
Key words：traffic engineering；Car—following model；simulation；safety distance；traffic flow
0引言
車(chē)輛跟馳理論是運(yùn)用動(dòng)力學(xué)方法研究在限制超
車(chē)的單車(chē)道上，車(chē)輛列隊(duì)行駛時(shí)，后車(chē)跟隨前車(chē)行
駛狀態(tài)的一種理論¨．2一。跟馳理論認(rèn)為：在同向行駛
的一列車(chē)隊(duì)中，間距小于125 m的車(chē)輛之間存在著
一種可以定量描述的相互制約關(guān)系，后車(chē)司機(jī)跟隨
前車(chē)行駛，憑借感知、判斷和控制能力，對(duì)前車(chē)各
種刺激有規(guī)律地做出反應(yīng)舊。J。近年來(lái)，對(duì)車(chē)輛跟
馳安全距離方面的研究較多，如有基于車(chē)頭時(shí)距的
安全距離模型[4]，汽車(chē)防碰撞安全距離模型一1等，
但這些方法存在以下不足：(1)對(duì)車(chē)輛跟馳因素考
慮單一，假設(shè)因素較多，與現(xiàn)實(shí)情況不符；(2)對(duì)
于車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中的減速度采用突變形式，沒(méi)有考
慮減速度的漸變過(guò)程。不符合車(chē)輛制動(dòng)實(shí)際情況。
本文提出的基于最小安全距離的車(chē)輛跟馳模型反映
了前車(chē)在不同的行駛狀態(tài)下，后車(chē)應(yīng)與之保持的最
小安全距離，且考慮了車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中減速度漸變
的情況。通過(guò)仿真數(shù)據(jù)表明改進(jìn)的模型既能有效地
提高道路交通效率，又可保證車(chē)輛跟馳的安全。
收稿日期：2009·10-26
基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(6(1664001)；江西省教育廳科技項(xiàng)目(GJJl0481)
萬(wàn)作方者簡(jiǎn)數(shù)介據(jù)：許論輝(1965一)，男，江西南康人，教授，博導(dǎo)，研究方向?yàn)榻煌ㄏ到y(tǒng)建模與仿真(1hm@geuL edu．cn)
公路交通科技第27卷
1 傳統(tǒng)的安全距離模型
1．1 基于車(chē)頭時(shí)距的安全距離模型
車(chē)頭時(shí)距是相鄰車(chē)輛分別通過(guò)相同的指定點(diǎn)的
時(shí)間差，其大小為車(chē)間距離與速度的比值。當(dāng)車(chē)輛
以較小相對(duì)速度跟隨行駛時(shí)，兩車(chē)間的距離與后車(chē)
速度有一定的線(xiàn)性關(guān)系，基于這種特性建立的模
型”1為：
S=Votd+d， (1)
其中，S為安全距離；t。為制動(dòng)遲滯時(shí)間，取值為
1．2～2．0 s【51；％為后車(chē)制動(dòng)前的速度；d為車(chē)輛停
止后與前方車(chē)輛之間的安全距離，一般取值為2—
5 m【6|。
1．2基于制動(dòng)過(guò)程的安全距離模型
車(chē)輛的正常制動(dòng)過(guò)程可以描述為：前車(chē)行駛狀
態(tài)發(fā)生改變后，后隨車(chē)駕駛員感知到相關(guān)信息，并
對(duì)所獲取信息進(jìn)行分析，意識(shí)到應(yīng)進(jìn)行緊急制動(dòng)，
將采取緊急制動(dòng)，直到車(chē)輛停止口】。假設(shè)前車(chē)突然
原地停止，建立相應(yīng)的安全距離模型為：
t，! S=rotd+÷+d， (2)
二Um
其中，S為安全距離；a。為后車(chē)最大減速度，良好
路面情況下一般取值為6～8 m／s2；％、d、t。參數(shù)意
義同前。
2改進(jìn)的最小安全距離模型
從上述模型來(lái)看，基于車(chē)頭時(shí)距的安全距離模
型，只考慮了車(chē)輛間有較小的相對(duì)速度，而對(duì)車(chē)輛
間有較大相對(duì)速度時(shí)的安全性考慮較少，導(dǎo)致按照
該模型計(jì)算的安全距離偏小，雖然提高了道路交通
效率哺J，但不能保證車(chē)輛安全；而基于制動(dòng)過(guò)程的
安全距離模型建立在前方車(chē)輛突然原地停止的情況
下，利用該模型確定的安全距離偏大，雖可保證車(chē)
輛安全跟馳的要求，但大大降低了道路交通效率。
為了克服上述模型的缺陷，本文提出了相應(yīng)的
改進(jìn)模型。改進(jìn)模型考慮了前車(chē)的各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和
車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中減速度的增長(zhǎng)過(guò)程，避免了以往模
型中減速度突變的問(wèn)題，與實(shí)際情況更加相符。
2．1 給予車(chē)輛制動(dòng)特性行駛距離建模
假設(shè)前車(chē)和跟隨車(chē)的行駛速度分別為％、t，，則
兩車(chē)的相對(duì)速度為％=tI一％。
圖1所示為車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程中減速度隨時(shí)間的變
化圖。設(shè)t，為駕駛員反應(yīng)時(shí)問(wèn)(t，，)與制動(dòng)器協(xié)調(diào)
時(shí)間(t吐)之和，一般取值為0．8一1．0 s【8 J，ti【81為
譬暑
圈1減速度變化示意圖
№1 Change of deceleration
減速度的增長(zhǎng)時(shí)間，一般取值為0．1—0．2 s，t。為制
動(dòng)過(guò)程中持續(xù)時(shí)間，對(duì)應(yīng)各個(gè)時(shí)間階段，車(chē)輛行駛
的路程分別設(shè)為：S，，S；，S。。
在t，階段，駕駛員處于反應(yīng)階段，此過(guò)程中車(chē)
輛速度不發(fā)生變化，因此，車(chē)輛所行駛的距離S，為：
S，=Vot，。(3)
如圖l所示，在車(chē)輛制動(dòng)階段，假設(shè)制動(dòng)減速
度與時(shí)間成線(xiàn)性增長(zhǎng)關(guān)系¨]，從零線(xiàn)性增長(zhǎng)到車(chē)輛
的最大制動(dòng)減速度，則在ti階段任意時(shí)刻，車(chē)輛的
速度值穢(t)滿(mǎn)足：
移(t)：％一竿。(4)
通過(guò)對(duì)式(4)積分，可得車(chē)輛在該階段所行駛
的路程S；為：
．s；：呲一竿， (5)
其中，口～為最大制動(dòng)減速度，一般取值為6—
8 m／s2[81。
在車(chē)輛處于制動(dòng)持續(xù)階段，制動(dòng)減速度恒為
口一。假設(shè)在圖中所示，在t。階段末，車(chē)輛剛好完成
制動(dòng)過(guò)程，則可求得t。大小為：t。=％／Ⅱ一一ti／2。
因此，車(chē)輛在t。階段所行駛的路程為：
s。=差一警+學(xué)。㈩
所以，車(chē)輛總的制動(dòng)距離為前三階段所行駛的
距離之和，大小為：
S：％(¨≥)+是一警。㈩
因?yàn)閠i的值很小，口一t2；仫項(xiàng)的值就更小，可
忽略不計(jì)，因此，上式可簡(jiǎn)化為：
s=％(t。+每)+》。(8)
‘ 二Um“
由上式可知，車(chē)輛的制動(dòng)距離與初始速度、制
動(dòng)減速度增長(zhǎng)時(shí)間和最大制動(dòng)減速度等因素有關(guān)一】。
2．2改進(jìn)的最小安全距離建模
根據(jù)前面的分析，我們建立改進(jìn)的基于最小安
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 全距離的車(chē)輛跟馳模型。本文中的改進(jìn)模型是基于
第10期許倫輝，等：基于最小安全距離的車(chē)輛跟馳模型研究
機(jī)械角度，不考慮駕駛員的心理和生理因素，假設(shè)
車(chē)輛的制動(dòng)過(guò)程相同。
設(shè)在某一條道路上相距為鼠的a、b兩汽車(chē)分別
以移棚、口加速度沿同一方向行駛，％=移bo一‰為兩車(chē)
初始相對(duì)速度，前車(chē)a和跟隨車(chē)b行駛的距離分別
為．s。和．s。，相應(yīng)的兩車(chē)的最大制動(dòng)減速度分別為：
口∞％、吼m 0
2．2．1前車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)
前車(chē)靜止，即行駛速度為零，則前車(chē)a行駛的
距離也為零。對(duì)于前車(chē)靜止，跟隨車(chē)b需要進(jìn)行制
動(dòng)，則其行駛的距離s。為：
s“=口的h+爭(zhēng))+瓦VbO。(9)
所以，當(dāng)前車(chē)靜止時(shí)，跟隨車(chē)與前車(chē)之間的最
小安全跟馳距離為：
&amp;amp;刮的(”爭(zhēng))+毛+d， (10)
其中，d為停車(chē)后前導(dǎo)車(chē)與本車(chē)之間最低要求的距
離，一般取值為2～5 m。
2．2．2前車(chē)處于勻速行駛狀態(tài)
(1)跟隨車(chē)速度大于前車(chē)，相對(duì)速度較大
當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)，且前車(chē)一直勻速行駛
時(shí)，如果跟隨車(chē)一直以原速度行駛，則兩車(chē)必定會(huì)
發(fā)生相撞。因此，跟隨車(chē)應(yīng)該在與前車(chē)相距為安全
行車(chē)距離時(shí)采取相應(yīng)的減速操作，才能保證兩車(chē)不
發(fā)生相撞[1 0I。由于前車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，故當(dāng)跟隨車(chē)減速
到與前車(chē)速度相等時(shí)，就可以保證跟馳的安全。根
據(jù)前面的分析可知，跟隨車(chē)所行駛的距離．S。為：
S。砘(¨等)+等。(11)
前車(chē)在跟隨車(chē)制動(dòng)過(guò)程中一直處于勻速運(yùn)動(dòng)狀
態(tài)，因此其行駛的總路程為：
恥口由(¨等+尋)。(12)
所以，當(dāng)前車(chē)處于勻速狀態(tài)時(shí)，跟隨車(chē)與前車(chē)
之間的最小安全距離應(yīng)為：
So～a(”爭(zhēng))+老+d。(13)
(2)跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)，相對(duì)速度較小
當(dāng)相對(duì)速度較小時(shí)，跟隨車(chē)在減速過(guò)程中，其
速度可能在t；時(shí)段的某時(shí)刻f；就與前車(chē)速度相等，即
穢由=‰一口bm_I￡：2／(2t；)，則跟隨車(chē)的總行程為：
一
．’2 Sb=UbOf，+Vbottl—下(gbnmxLi。(14)
由于前車(chē)一直處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則其行駛距
離為：S。=t，由(t，+t；)。
所以，前后車(chē)之間的最小安全跟馳距離應(yīng)為：
&amp;amp;=Yd(t，+t)一堅(jiān)爭(zhēng)+d。(15)
(3)跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē)
當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē)時(shí)，此時(shí)為安全跟馳狀
態(tài)。如果前車(chē)在一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)減速行駛，則跟隨
車(chē)在保持原速的情況下，將不會(huì)與前車(chē)發(fā)生追尾相
撞；如果跟隨車(chē)想要加速，在保持最小安全距離d
前提下，只能加速到與前車(chē)車(chē)速相等，才能保證安
全跟馳。
2．2．3前車(chē)處于勻減速制動(dòng)狀態(tài)
(1)跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)
在前車(chē)制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)時(shí)，
如后車(chē)不及時(shí)采取措施，將會(huì)發(fā)生兩車(chē)相撞。因?yàn)?
前車(chē)是主動(dòng)做勻減速(無(wú)需反應(yīng)時(shí)間)，所以，前車(chē)
的制動(dòng)距離為：
S。：塹半坐竺。(16)
二ⅡⅢ“
跟隨車(chē)在觀(guān)察到前車(chē)減速之后，經(jīng)過(guò)反應(yīng)和協(xié)
調(diào)制動(dòng)時(shí)間t，才開(kāi)始減速，則跟隨車(chē)總的行駛路
程為：
b=。vbot+—1—-一。。 (17)
所以，在前車(chē)處于勻減速狀態(tài)下，跟隨車(chē)與前
車(chē)之間的最小安全距離應(yīng)為：
品砘”芋+毛一是“。(18)
(2)跟隨車(chē)車(chē)速等于前車(chē)
跟隨車(chē)車(chē)速等于前車(chē)，即口由=口∞，這種情況與
前一種類(lèi)似，只需要對(duì)上式進(jìn)行修改，跟隨車(chē)與前
車(chē)的最小安全距離應(yīng)為：
氐：吣，+竽f上一上1+d。(19)
‘、口b∞ ⅡⅢ_x，
(3)跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē)
跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē)，這種情況屬于相對(duì)安全
狀態(tài)，但是如果跟隨車(chē)一直以原速前進(jìn)，在后面的
時(shí)間內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)情況。故當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速與前車(chē)
相等時(shí)，跟隨車(chē)必須采取減速操作，才能夠保證安
全跟馳。
假設(shè)前車(chē)的車(chē)速在其減速度達(dá)到最大后才與跟
隨車(chē)車(chē)速相等，則其減速所要的時(shí)間為：
=+f‰一年i穢b0／t tl 口一。(20) 2 +l‰一焉氣一穢b0 一。(2u)
在這段時(shí)間內(nèi)，跟隨車(chē)以原速行駛，所行駛的
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
公路交通科技第27卷
距離為：
s。=吲。+》(穢由一叫aamax i—t，b01。(21)2 ／ 口∞m、”
?
當(dāng)跟隨車(chē)的車(chē)速與前車(chē)車(chē)速相等時(shí)，跟隨車(chē)必
須要采取減速操作，這一過(guò)程所行駛的距離為： s：=移“+塹警，(22)
則跟隨車(chē)總的行駛距離為：
s“刮小川r)_差+是。(23)
因?yàn)榍败?chē)仍屬于有準(zhǔn)備地做勻減速運(yùn)動(dòng)，則其
制動(dòng)距離大小同(16)式。
所以，前后車(chē)間最小安全跟馳距離為：
．s。砘“¨，一筆學(xué)+毛一等地
(24)
3模型的仿真對(duì)比分析
基于上述分析，利用Matlab仿真平臺(tái)，分別在
前車(chē)處于靜止、勻速、勻減速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)文中
各個(gè)模型進(jìn)行仿真，并在相同條件下與兩種傳統(tǒng)模
型進(jìn)行對(duì)比分析。
3．1前車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)
前車(chē)處于靜止?fàn)顟B(tài)，通過(guò)對(duì)跟隨車(chē)的速度的變
化來(lái)分析式(10)中的模型，并與2種傳統(tǒng)模型進(jìn)
行對(duì)比。3種模型的仿真結(jié)果見(jiàn)表1所示(其中，Z
取3．5 m，td取1．6 S，口一取7 m／s2，￡i取O．15 s，t，
取O．90 8，下同)
表1前車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)下最小安全距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．1 Simulation data of minilnuln safety distance when
leading vehicle in static state
? 初速度／(km·h“) 模型類(lèi)型——
基于車(chē)間時(shí)距
安全模型So／m
基于前車(chē)狀態(tài)
安全模型so／m
基于制動(dòng)過(guò)程
安全模瓔So／m
21．28 25．72 30．17 34．61 39．06 43．5 47．94
23．15 30．82 39．59 49．46 60．44 72．52 85．70
30．10 39．50 50．00 61．62 74．33 88．14 103．06
表1中，3種模型的安全距離和速度關(guān)系仿真曲
線(xiàn)如圖2。從仿真結(jié)果可以看出，改進(jìn)模型計(jì)算的最
小安全距離的值介于2個(gè)傳統(tǒng)模型之間，有效地解
決了兩種傳統(tǒng)模型計(jì)算的安全距離偏大或偏小的
問(wèn)題。
圖2前車(chē)靜止?fàn)顟B(tài)下的仿真曲線(xiàn)圖
Fig．2 Simulation curve when leading vehicle in static state
3．2前車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，兩車(chē)相對(duì)速度較大
由前面的分析可知，基于前車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模型的
安全距離與跟隨車(chē)本身的速度無(wú)關(guān)，只與兩車(chē)的相
對(duì)速度有關(guān)，而兩種傳統(tǒng)模型計(jì)算的安全距離仍然
和跟隨車(chē)本身的速度有關(guān)。假定跟隨車(chē)的速度不變
為80 km／h，并定義相對(duì)速度在60 km／h以上為相對(duì)
較大的情況，對(duì)式(13)中模型進(jìn)行仿真，通過(guò)相
對(duì)速度的變化來(lái)分析該模型與兩種傳統(tǒng)模型，仿真
結(jié)果見(jiàn)表2。
表2前車(chē)勻速狀態(tài)下(兩車(chē)相對(duì)速度較大)最小安全
距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．2 Simulation data of the minimum safety distance when
leading vehicle in uniforln speed state(higher relative speed l
? 相對(duì)速度／(km·h“) 模型類(lèi)型—— 60 65 70 75 80 85 90
基于車(chē)間時(shí)距
安全模型so／m
基于前車(chē)狀態(tài)
安全模型So／m
基于制動(dòng)過(guò)程
安全模型50／m
39．06 39．06 39．06 39．06 39．06 39．06 39．06
39．59 44．39 49．46 54．81 60．44 66．34 72．52
74．33 74．33 74．33 74．33 74．33 74．33 74．33
進(jìn)一步對(duì)仿真結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩車(chē)的相對(duì)速
度較大時(shí)，基于制動(dòng)過(guò)程模型計(jì)算的安全距離偏大，
道路交通效率較低；而基于車(chē)間時(shí)距的模型計(jì)算的
安全距離太小，不能保證車(chē)輛的安全。改進(jìn)模型考
慮了前后兩車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)它與前車(chē)的狀態(tài)一致
時(shí)則不需要調(diào)整車(chē)距，避免了兩種傳統(tǒng)模型存在的
問(wèn)題。表中3種模型的安全距離和速度關(guān)系曲線(xiàn)如
圖3。
3．3前車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)。兩車(chē)相對(duì)速度較小
假定跟隨車(chē)的速度不變，恒為80 km／h，并定義
相對(duì)速度在60 km／h以下為相對(duì)速度較小的情況，
假定跟隨車(chē)在t。時(shí)段的2／3處減到與前車(chē)的速度一
致，對(duì)式(15)中模型進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果見(jiàn)表3。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
第10期許倫輝，等：基于最小安全距離的車(chē)輛跟馳模型研究
75
70
65
逞60
蝥55
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一薹闃啦墅1．一：?一一：?一．：，．，：+：
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№3 Simulation curve 1 when leading vehicle in
uniform speed state
表3前車(chē)勻速狀態(tài)下(兩車(chē)相對(duì)速度較小)最小
安全距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．3 Simulation data of minilnuln safety distance when
leading vehicle in uniform speed state(10wer relative speed)
通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，當(dāng)相對(duì)速度較小時(shí)，兩種傳統(tǒng)
模型計(jì)算的安全距離都較大，雖可保證車(chē)輛不發(fā)生
碰撞，但會(huì)降低行車(chē)效率。而改進(jìn)的模型則可在保
證行車(chē)安全的情況，提高行車(chē)效率。3種模型仿真關(guān)
系曲線(xiàn)如圖4。
逞
鐫
越
甜
舷
相對(duì)速度／0cm。h-J1
圖4前車(chē)勻速狀態(tài)下的仿真曲線(xiàn)2
Fig．4 Simulation curve 2 when leading vehide in
uniform sp4N證state
3．4前車(chē)勻減速制動(dòng)，跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)
假設(shè)前車(chē)的速度不變，大小恒為50 km／h，且跟
隨車(chē)的車(chē)速大于前車(chē)車(chē)速，對(duì)式(18)中模型進(jìn)行
仿真，仿真數(shù)據(jù)如表4中所示。
表4前車(chē)勻減速(跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē))的最小
安全距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．4 Simulation data of minimum safety distance when
leading vehicle in ulliform deceleration state l the following
vehicle’S speed is higher than the leading vehicle’S speed l
通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速大于前車(chē)時(shí)，改
進(jìn)的模型計(jì)算的最小安全距離介于兩種傳統(tǒng)模型之
間，既叮保證車(chē)輛安全跟馳，又可提高行車(chē)效率。
表中3種模型的安全距離和速度關(guān)系仿真曲線(xiàn)如
圖5。
呂
＼
豫
晤
剞
悄
70 75 80 85 90 95 100105 110 115 120
跟隨車(chē)車(chē)速／(kin·h一1)
圖5前車(chē)勻減速狀態(tài)下的仿真曲線(xiàn)1
Fig．5 Simulation curve 1 when leading vehicle in
uniform deceleration state
3．5前車(chē)勻減速制動(dòng)，跟隨車(chē)車(chē)速等于前車(chē)
設(shè)前車(chē)的初始速度仍為50 km／h，且跟隨車(chē)的車(chē)
速等于前車(chē)，對(duì)式(19)中模型進(jìn)行仿真，仿真數(shù)
據(jù)如表5所示。
表5前車(chē)勻減速(跟隨車(chē)車(chē)速等于前車(chē))的最小安
全距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．5 Simulation data of minimum safety distallce when
leading vehicle in uniform deceleration state(the following
vehicle’s speed is equal to the leading vehicle’S speed)
??～． 車(chē)輛速度／(km·h‘1) 模型類(lèi)型———————二蘭==二————二———一50 60 70 80 90 100
基于車(chē)間時(shí)距
安全模型So／m
25．72 30·17 34·6l 39·06 43·5 47·94
基于前車(chē)狀態(tài)
安全模型s。／m
16·00 18·50 21·00 23·50 26·00 28·5
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
loo 公路交通科技第27卷
由表5的仿真數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速等于前
車(chē)車(chē)速時(shí)，改進(jìn)模型計(jì)算的最小安全距離相比兩種
傳統(tǒng)模型的值都小，可見(jiàn)，改進(jìn)模型在保證車(chē)輛安
全跟馳的情況下，能夠較好地提高了行車(chē)效率。
表中3種模型的安全距離和速度關(guān)系曲線(xiàn)如
圖6。
g
、、
挺
魁
剞
舷
跟隨車(chē)車(chē)速／(km+h-q
圖6前車(chē)勻減速狀態(tài)下的仿真曲線(xiàn)2
Fi孚6 Simulation calve 2 when leading vehicle in
uniform deceleration slate
3．6前車(chē)勻減速制動(dòng)。跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē)
當(dāng)跟隨車(chē)的車(chē)速小于前車(chē)時(shí)，跟隨車(chē)車(chē)速仍為
50 km／h，對(duì)式(24)中模型進(jìn)行仿真，仿真數(shù)據(jù)如
表6所示。由表6的仿真數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)跟隨車(chē)車(chē)速
不變，且小于前車(chē)車(chē)速時(shí)，隨著前車(chē)的速度的增加，
改進(jìn)的模型計(jì)算的安全距離減小，而兩種傳統(tǒng)的模
型計(jì)算的安全距離反而會(huì)增加，與現(xiàn)實(shí)情況不相
符合。
表6前車(chē)勻減速(跟隨車(chē)車(chē)速小于前車(chē))的最小
安全距離仿真數(shù)據(jù)
Tab．6 Simulation da幻of minimuln safety distance when
leading vehicle in imiform deceleration state(the following
vehicle’S speed is lower than the leading vehicle’s speed)
表中3種模型的安全距離和速度關(guān)系仿真曲線(xiàn)
如圖7所示。
4結(jié)語(yǔ)
通過(guò)對(duì)基于車(chē)頭時(shí)距安全距離模型和基于制動(dòng)
過(guò)程安全模型的對(duì)比分析，考慮在道路上前后車(chē)輛
逗
鐫
趕
剞
銷(xiāo)
圖7前車(chē)勻減速狀態(tài)下的仿真曲線(xiàn)3
Fig．7 Simulation curve 3 when leading vehicle in
uniform deceleration state
間的各種運(yùn)動(dòng)情況，建立了在前車(chē)各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下
的最小安全距離模型，并且考慮了車(chē)輛減速度的增
長(zhǎng)過(guò)程，更加符合車(chē)輛實(shí)際的行駛狀況。通過(guò)
Matlab仿真分析可知，在相同情況下，改進(jìn)的模型
能更好地反映真實(shí)車(chē)輛運(yùn)行狀況，在提高交通安全
和道路交通效率方面優(yōu)于傳統(tǒng)模型。
參考文獻(xiàn)：
Rd『e嗍嘲：
[I] 王殿海．交通流理論[M]．北京：人民交通出版
社，2002．
WANG Dianhai．Tragic Flow Theory[M]．Beijing：
China Communications Press，2002．
[2] GERLOUGH D，著．交通流理論[M]．蔣瑛，譯，北
京：人民交通出版社，1983．
GERIDUGH D．Traffic Flow Theory[M]．JIANG Ying，
transhted．Beijing：China Communications Press，1983．
[3] 王煒．交通工程學(xué)[M]．南京：南京大學(xué)出版
社，2000．
WANG Wei．Traffic Engineering[M]．Nanjing：Nanjing
University Press，2000．
[4] AYCIN M F，BENEKOHAL R．Linear Acceleration Carfollowing
Model Development and Validation[J]．
Transportation Research Record，1998，32：10—19．
[5] 馬駿．高速公路行車(chē)安全距離的分析與研究[J]．西
安公路交通大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18(4)：90—94．
MA Jun．A Study Oil Safe Distance between the Vehides in
Freeway[J]．Xi’all Road Traffic University，1998，18
(4)：90—94．
[6] SEDER P，SONG B，HEDRICK J K．Development of a
Collision Avoidance System[J]．SAE paper 980853，
1998-02-23．
[7] 王文清，王武宏，鐘永剛，等．基于模糊推理的跟馳安
全距離控制算法及實(shí)現(xiàn)[J]．交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，
2003，3(1)：72—75． (下轉(zhuǎn)第106頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
106 公路交通科技第27卷
[6]
[7]
[8]
報(bào)，2009，9(1)：120—126．
IsMUTULLA E．LI Xin． Evaluation of Driver Safety
Characteristic in Desert Environment Based on Fuzzy
Comprehensive Evaluation Model[J]．Journal of Traffic
and Transportation Engineering，2009，9(1)：
120—126．
王欣。李文權(quán)，王煒．基于駕駛行為共性建模的速度
一密度關(guān)系研究[J]．公路交通科技，2008，25(9)：
116—120．
WANG Xin，LI Wenquan，WANG Wei．Study on the
Speed—density Relationship Based on Modeling Common
Characteristics of Driving Behavior[J]．Journal of
Highway and Transportation Research and Devdopment，
2008。25(9)：116—120．
莊明科，白海峰，謝曉非．駕駛?cè)藛T風(fēng)險(xiǎn)駕駛行為分
析及相關(guān)因素研究[J]．北京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)
版，2008，44(3)：475—482．
ZHUANG Mingke，BM Haffeng，XIE Xiaofei．A Study on
Risky Driving Behavior and Related Factors[J]．Acta
Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis，2008，
44(3)：475-482．
HAKKANEN H．SUMMALA H．Fatal Traffic Accidents
among Trailer Truck Drivers and Accident Causes as
Viewed by Other Truck Drivers[J]．Accident Analysis
and Prevention，2001，33(2)：187—196．
[9] 田新民，田泉，田原．客車(chē)駕駛員駕駛適宜性的動(dòng)態(tài)
模擬駕駛測(cè)試[J]．公路交通科技，2000，17(5)：
85—88．
TIAN Xinmin，TIAN Q啪，TIAN Yua．Driving Suitability
Test for Coach Drivers with Dynamic Driving Simulator
[J]．Journal of Highway and Transportation Research and
Development，2000，17(5)：85—88．
[10] 魯光男．KDD在高校教育中的應(yīng)用[J]．長(zhǎng)春大學(xué)
學(xué)報(bào)，2008，18(6)：37—39．
LU Guangnan．‰Application of KDD in Higher
Education[J]．Journal of Changchun University，2008，
18(6)：37—39．
[11] 雷勇，楊豐．基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的KDD方法【j]．計(jì)算機(jī)
工程與科學(xué)，2004，26(1)：88—98．
LEI Yong，YANG Feng．Statistics—based KDD Methods
[J]．Computer Engineering&amp;amp;Science，2004，26(1)：
88—98．
[12] 梁開(kāi)建，楊炳儒．KDD技術(shù)在復(fù)雜不確定性系統(tǒng)預(yù)
測(cè)中的應(yīng)用研究[J]．計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2005，22
(1)：76—78．
HANG Kaijian，YANG Bingm．Application Research of
KDD Technology in Complex and Uncertain System[J]．
Application Research of Computers，2005，22(1)：
76—78．
q妒、≯p、妒p心產(chǎn)、≯、礦妒心產(chǎn)、p、一、妒、妒、≯、妒qpq一妒心P、妒、≯心P、妒q—妒q產(chǎn)、≯、≯ppqp心p心—、≯、≯pp心p妒心產(chǎn)喀產(chǎn)心pp氈—、—、—、聲
(上接第100頁(yè))
WANG Wenqing，WANG Wuhong，ZHONG Yongang，et
a1．Car-following Safe Distance Control Algorithm and
Implementation Based on Fuzzy Inference[J]．Journal of
Traffic and Transportation Engineering，2003，3(1)：
72—75．
[8] 徐杰，杜文，孫宏．跟隨車(chē)安全距離的分析[J]．交通
運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)，2002，2(1)：101—104．
XU Jie，DU Wen，SUN Hong．Safety Distance about Car
FoHowing[J]．Journal of Traffic and Transportation
Engineering，2002，2(1)：101—104．
[9] 唐陽(yáng)山，江振偉，自艷，等．汽車(chē)防碰撞安全距離模型
及仿真研究[J]．遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，28(5)：
324—326．
TANG Yangshan，JnNG Zhenwei，BAI Yan，et a1．
Model of Vehicle Safety Distance for Collision Avoidance
and SimuLation Study【J]．Journal of Liaoning University
of Technology．2008，28(5)：324—326．
[10]張智勇，榮建，任福田．跟車(chē)模瓔研究綜述[J]．公路
交通科技，2004，21(8)：108—113．
ZHANG Z,hiyong，RONG Jiang，KEN Futian．Review of
Car-following Model Research[J]．Journal of Highway
and Transportation Research and Development，2004，21
(8)：108一113．

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