1，a = 2. 0, 2. 2, 2. 4时，初始小扰动作用下新的交通流模型GD0VM的速 度分布情况。由图6可知，在该组参数选取下，当a = 2. 0, 2. 2时，初始小扰动导致了时走 时停现象的产生；而当a = 2. 4时，时走时停现象得到缓解，车辆流为均匀车流。运说明增 加敏感系数可W改善模型GD0VM的稳定性。图7为τ = 0. 28，a = 2. 0，p = 0. 0, 0. 1，0. 3 时，初始小扰动作用下新的交通流模型GDOVM的速度分布情况。由图7可知，在该组参数选 取下，当P = 0. 0时，新的交通流模型GD0VM退化为传统交通流模型D0VM，此时初始小扰动 导致了时走时停现象的产生，交通流出现拥堵；当P = 0. 1时，初始小扰动引起速度的振荡 减小，时走时停现象有所缓解；当P = 0. 3时，时走时停现象得到抑制，交通流为均匀车流。 运说明考虑次邻近车辆影响可W改善交通流模型的稳定性，抑制交通拥堵，也说明新的交 通流模型GDOVM比传统交通流模型D0VM的稳定性更好，能更好地刻画交通特性。 W側图8和图9分别为τ = 0. 28, P = 0. 2, a = 2. 0时，初始小扰动作用下新的交通 流模型GDOVM和微观交通流模型D0VM (传统交通流模型）的车头距和速度分布情况。由图 8和图9可知，在传统交通流模型D0VM中，初始小扰动引起车辆车头距和速度的大幅振荡， 产生了时走时停现象；而新的交通流模型GDOVM中，初始小扰动不会引起车辆车头距和速 度的大幅振荡，车辆流为均匀车流，即在存在不稳定因素的情况下（如：交通事故、红绿灯、 交通应口的开闭等），新的交通流模型GDOVM中车辆状态的演化过程没有出现不合理的结 果。运说明新的交通流模型GDOVM在稳定性方面相比传统交通流模型D0VM有改善，可W较 好地模拟真实的交通情况。
[0069] 本发明提供的考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法中，函数 的建立、各项参数数值的选取、数值的采样方法、数值的设置条件W及最终得出的结论都是 通过无限次的试验和测试总结得出的，本发明通过对模型中的数值进行限制，引入合适的 次邻近车辆影响因子，最终有效弥补了反应时滞对系统造成的不良影响，解决了现有技术 中无法对反应时滞造成的不良影响进行修正的问题。现有技术中即使公开了类似的模型， 由于其数值的采样条件及设置条件均没有设定，本领域技术人员借鉴现有技术的内容通过 有限次的试验也不能够解决本发明所解决的技术问题，即如何切实有效地解决系统失稳及 产生分岔现象的问题。
[0070] 通过W上各实施例可知，本申请存在的有益效果是：
[0071] 第一，根据本发明提出的建模方法建立的微观交通流模型GD0VM，考虑次邻近车辆 对交通流的影响，在选取优化速度函数时引入次邻近车辆影响因子，并根据临界稳定性条 件对比分析了反应时滞和次邻近车辆影响因子对系统稳定性的影响，结果表明，在建模过 程中引入次邻近车辆影响因子到优化速度函数，能够有效弥补由于驾驶员的反应时滞对系 统造成的不良影响，使得系统的稳定性增强。
[0072] 第二，根据本发明提出的建模方法建立的微观交通流模型GD0VM，在存在不稳定因 素的情况下，不会引起车辆车头距和速度的大幅振荡，车辆流为均匀车流，车辆状态的演化 过程不会出现时走时停、产生分岔等不合理的现象，相比传统交通流模型D0VM而言，本发 明建立的新的微观交通流模型GD0VM在稳定性方面有较大改善，具有较好的稳定性能，因 而可W更好地模拟真实的交通情况，能够为交通控制、决策提供理论依据。
[0073] 本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序 产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实 施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机 可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产 品的形式。
[0074] 上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请 并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、 修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识 进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申 请所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法，其特征在于，包 括： 建立含反应时滞的微观交通流模型DOVM :其中，Xn⑴是第η辆车在时刻t的位置，氣(〇为第η辆车在时刻t的速度，元W为第 η辆车在时刻t的加速度，表示连续的两辆车之间的车头间距，a 是敏感系数，τ是反应时滞，包含驾驶员的反应时滞和机械时滞，是 依赖于邻近车辆车头间距AXn(t)和次邻近车辆车头间距Axn+1(t)的优化速度函数； 考虑次邻近车辆对交通流的影响，选取优化速度函数：所述优化速度函数由实测数据拟合得到，其中，〇 < P〈l/2,表示次邻近车辆的影响因 子，U(Axn) = 16.8 [tanh0.0 860( Δχη-25)+0.913]; 建立新的交通流模型GD0VM，并进行稳定性分析： 将优化速度函数代入含反应时滞的微观交通流模型D0VM，得到新的交通流模型 ⑶ OVM :所述新的交通流模型GDOVM对应的线性化方程为：其中，yn(t)为第η辆车受到的扰动，f = IT (b)，Ayn(t) =%+1(〇1"(〇，设线性化 方程的解为yn」(t) = exp(i a p+i ω.4)，α』=2 JT j/N(j = 1，2, 3,…，N)，ω』满足下列条 件：根据临界稳定性条件获取反应时滞和次邻近车辆影响因子对系统稳定性区域的影响。2. 根据权利要求1所述考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法，其 特征在于， 所述根据临界稳定性条件获取反应时滞和次邻近车辆影响因子对系统稳定性区域的 影响，进一步为： 令a = 1. 0, Ιπιω = 〇,在（f/a, α )极坐标平面得到线性稳定的临界曲线，当参数落在 临界曲线围成的环形区域内部时，系统线性稳定，否则，系统不稳定； 随着反应时滞的增加，所述环形区域内部面积减小，系统的线性稳定性区域减小； 随着次邻近车辆影响因子的增加，所述环形区域内部面积增大，系统的线性稳定性区 域增大。3. 根据权利要求1所述考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法，其 特征在于，进一步包括： 根据建立的新的交通流模型GDOVM，选取系统参数为： 环形道路长度L = 2500米，车辆数N = 100,初始扰动为[-2, 2]上的均匀随机分布； 验证初始小扰动作用下新的交通流模型GDOVM的车头间距和速度分布随敏感系数和 次邻近车辆影响因子变化的情况。4.根据权利要求3所述考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法，其 特征在于，进一步包括： 验证初始小扰动作用下，新的交通流模型GDOVM和微观时滞交通流模型DOVM的车头间 距、速度分布。
【专利摘要】本申请公开了一种考虑次邻近车辆影响交通流时滞跟驰模型稳定性建模方法，包括建立含反应时滞的微观交通流模型DOVM：考虑次邻近车辆对交通流的影响，选取优化速度函数：V(Δxn,Δxn+1)＝(1-p)U(Δxn)+pU(Δxn+1)，优化速度函数由实测数据拟合得到，其中，0≤p<1/2，表示次邻近车辆的影响因子，U(Δxn)＝16.8[tanh0.0860(Δxn-25)+0.913]；建立新的交通流模型GDOVM，并进行稳定性分析：将优化速度函数代入含反应时滞的微观交通流模型DOVM，得到新的交通流模型GDOVM，根据临界稳定性条件获取反应时滞和次邻近车辆影响因子对系统稳定性区域的影响。
【IPC分类】G08G1/00, G06F17/50
【公开号】CN105448080
【申请号】CN201510783417
【发明人】靳艳飞, 徐猛
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月16日