基于改进跟驰模型的对称双车道山区公路交通安全研究

论文摘要

车辆跟驰是指在无法超车的单一车道上,两辆车前后相随行驶的过程。车辆跟驰行为是一种常见的交通行为。车辆跟驰理论是根据动力学方法,对在无法超车的单一车道上行驶的车辆的跟驰行为进行研究的理论,是交通工程学的重要基础理论之一。跟驰模型即是研究车辆在单一车道上行驶的情况下,后车紧跟前车的行进状态,并借用数学模型进行分析和阐明。车辆跟驰模型在交通流理论的发展中具有极其重要的作用,是交通流理论发展的重要决定性因素,特别是在交通流仿真方面,车辆跟驰模型是交通微观仿真软件所不可或缺的理论基础。山区公路具有其独特的地形、地质、生态、自然环境方面的特点,区别于一般的城市道路和平原地区常规公路。因此,山区公路的交通理论体系与城市道路、平原地区常规公路有所区别,一般城市道路和平原地区常规公路所适用的交通流理论并不一定适合山区公路特点。我国地大物博、幅员辽阔,山地和丘陵占陆地面积的70%,因而山区公路在我国公路总量上所占的比重较大,山区公路交通安全管理责任重大,但是我国山区公路交通流理论方面的研究目前基本处于空白状态,理论体系以及各方面的研究亟待开展和完善,这为山区公路交通理论的后续研究和山区公路安全的科学管理带来了很大的障碍。本文通过对我国山区公路安全现状、事故形态进行分析,针对山区公路交通流的特点,结合交通流跟驰模型的已有研究成果,考虑到在对称双车道上行驶的车辆超车时需占用对向车道,因此跟驰中的车辆有超车需求时,并不会马上产生超车行为,而是会根据对向车道来车情况,伺机采取超车行为或冒险的超车行为。另外,对于无超车需求的跟驰车辆,对向来车会对驾驶员的心理造成一定影响,由于担心横向安全距离不足而减速或者转向。本文对这种伺机超车行为和对向车道来车对跟驰行为的影响用模型进行分析和建模,建立了适于山区公路对称双车道交通流特点的跟驰模型并进行参数标定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究基础
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 道路几何设计与交通安全
• 1.3.2 运行车速与交通安全
• 1.3.3 车流状况与交通事故
• 1.3.4 车辆行驶安全方面
• 1.3.5 对微观交通流建模方面的研究
• 1.3.6 交通流仿真
• 1.3.7 弹簧模型
• 1.3.8 结语
• 1.4 研究目的及技术路线
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 主要内容
• 1.4.3 技术路线
• 1.5 本章小结
• 第2章 山区公路交通安全现状分析
• 2.1 我国山区公路的特点
• 2.1.1 公路技术等级低
• 2.1.2 公路管理养护力度不足
• 2.1.3 公路地质条件复杂
• 2.1.4 公路水文地质条件复杂
• 2.1.5 路侧干扰情况复杂
• 2.1.6 安全设施匮乏
• 2.2 山区公路交通安全现状
• 2.3 山区公路交通事故形态分析
• 2.3.1 事故评价指标
• 2.4 我国山区公路事故成因分析
• 2.4.1 人的因素
• 2.4.2 车辆因素
• 2.4.3 路段因素
• 2.4.4 环境因素
• 2.4.5 设施因素
• 2.5 本章小结
• 第3章 传统跟驰模型的特点与对比
• 3.1 刺激——反应模型
• 3.1.1 GM（General Motor）模型
• 3.1.2 线性模型
• 3.2 安全距离模型
• 3.3 生理——心理模型
• 3.4 模糊推理模型
• 3.5 模型的适用性与对比
• 3.6 本章小结
• 第4章 适于山区公路的改进跟驰模型
• 4.1 传统模型不适合描述山区公路交通流状况
• 4.2 改进跟驰模型
• 4.2.1 建模对象界定
• 4.2.2 山区公路崎岖度
• 4.2.3 前超车状态
• 4.2.4 对向车道干扰
• 4.2.5 胡克定律
• 4.2.6 牛顿第二运动定律
• 4.3 无对向来车情况下的弹簧模型
• 4.4 对向车道来车影响分析
• 4.5 横向安全距离
• 4.6 对向来车干扰
• 4.7 综合模型
• 4.8 参数的意义
• 4.9 模型评价
• 4.9.1 模型优点
• 4.9.2 模型适用性
• 4.9.3 模型不足
• 4.10 本章小结
• 第5章 参数标定
• 5.1 调研方案
• 5.1.1 摄像机拍摄
• 5.1.2 问卷调查
• 5.2 数据整理
• 5.3 参数标定
• 5.3.1 Qd值标定
• 5.3.2 无对向车道来车情况
• 5.3.3 有对向车道来车情况
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 论文的主要结论
• 6.2 论文的主要创新点
• 6.3 研究展望
• 参考文献
• 攻读研究生期间取得的科研成果
• 致谢
• 附件