跟驰行为对道路通行能力的影响分析

　　摘 要：驾驶人的驾驶经验差异不仅导致跟驰行为的差异，也对道路通行能力产生影响。将试验车采集的跟驰数据按非专业、专业驾驶人和二车道、三车道车道数分为四类，将观测数据按相关公式转换成所需数据。从数据的速度分布情况发现车道数的增加削弱了两类驾驶人的差异，对两种车道数情况下的车辆间距进行双样本K-S检验发现两类驾驶人的车辆间距在0.05水平下具有显著差异，进一步提出基于速度的驾驶人修正因子f并标定。得出以下结论：基于速度的驾驶人修正因子可以有效的将计算得到的道路通行能力进行合理修正;车道数相同情况下，驾驶人的驾驶经验与影响通行能力的程度成负相关，但车道数的增加会增加驾驶经验的影响程度。

　　关键词：跟驰行为;驾驶经验;道路通行能力;修正因子

　　随着社会的快速发展和经济的迅速增长，汽车保有量不断增加，使道路交通流开始变得复杂，而驾驶人的驾驶行为直接影响到交通流，对驾驶行为的研究在交通流分析和模拟的多个领域中发挥着重要作用[1]。

　　建立模拟私人汽车驾驶员的驾驶行为模型[2-5]有助于证实驾驶行为对交通流的影响，但需要建立在已知关系的基础上才有建模意义。许多学者对影响驾驶行为的因素进行研究[6-8]，认为驾驶经验、驾驶人情绪、道路情况等都会对驾驶行为起到一定的影响。CHRISTINA等[9]认为与驾驶经验不足的司机相比，经验更为丰富的司机更能适应复杂的道路环境，并采取降低车速的方式调整驾驶行为以增加驾驶安全性;朱兴林等[10]的研究表明稳定跟车状态下，驾驶员累计驾驶里程对跟车行为是有影响的。研究表明，驾驶人的类型可能会影响道路通行能力。RONG等[11]为了研究驾驶行为对通行能力的影响，开发了一种将驾驶模拟器与交通仿真相结合的方法，结果发现更激进的驾驶员的交通流更加不稳定。

　　道路通行能力代表道路的最大容量，对道路规划和管理中起到了重要作用，也是交通流特征参数中研究和應用最频繁的参数之一，受到许多专家学者的关注。各国研究专家们对道路通行能力进行研究的目的是根据各国实际情况因地制宜，制定出适合本国的通行能力的计算方法和规范要求，为路网规划、道路建设和交通管理中的相关内容提供帮助。

　　最早对道路通行能力进行了系统研究的国家是美国，1950年美国道路运输研究委员会(transportation research board)出版的第一版《公路通行能力手册》(the highway capacity manual， HCM)是第一本对公路交通设施的规划、设计、分析和运行制定标准的手册，书中提出通行能力这一概念并提供了计算方法。受道路实际情况的发展和改变，之后在1965、1985、2000和2010年分别修订出版了第二版、第三版、第四版和第五版。在美国之后，其他发达国家也陆续开始相关方面的研究[1]，并相继出版了类似的手册和规范：1984年，加拿大出版了《加拿大信号交叉口通行能力规程》;1984年，日本出版了《高速公路容量》;1994年，德国出版了《德国公路通行能力手册》。1991年，我国交通部颁布的《城市道路设计规范》对我国城市道路的基本通行能力做出了规定。

　　分析现有研究发现，直接对驾驶行为和道路通行能力之间关系进行的研究却较少。本文考虑了直接影响驾驶行为的驾驶人客观因素——驾驶经验，根据实测数据分析驾驶人的驾驶经验与道路通行能力之间的关系，以及车道数对两者关系的影响。提出基于速度的驾驶人修正因子f，将非专业驾驶参数计算的道路通行能力折算成专业驾驶计算值，使用f修正产生的折算误差在可接受范围内。

　　1 数据观测和处理

　　试验需要用到的仪器包括全球定位系统(global positioning system，GPS)定位仪和脉冲法激光测距仪，试验车辆为手动挡操作的北京现代索纳塔，车身长4.8 m，最大加速度为2.78 m/s2，试验时间选择早上8点到11点，下午1点到6点。根据驾驶经验的丰富程度和驾驶年限，将参与试验的驾驶人分为两类：专业驾驶人和非专业驾驶人[12];根据路线中的四条道路的车道数，将道路分为两类：二车道道路和三车道道路。

　　本文研究对象是从行驶轨迹中提取出的跟驰数据，其中非专业二车道的有效数据为13 445个，专业二车道的有效数据为11 511个，非专业三车道的有效数据为15 157个，专业三车道的有效数据为16 686个。

　　2 驾驶人的跟驰行为特性

　　2.1 跟驰特性

　　跟驰理论中一般认为，跟驰状态是车辆队列中车辆的行驶会受到前车的制约时的车辆非自由行驶状态，跟驰状态的车辆队列都具有以下三个跟驰特性。

　　2.1.1 制约性

　　跟驰状态的制约性体现在车速条件、间距条件和紧随要求三个方面。车速条件是指车辆处于跟驰状态时，速度不是始终等于一个数值，而是和前车的速度有关，在前车速度一定范围内来回浮动;而且处于跟驰状态的车辆队列中连续两辆车之间一定保持着安全车距，这是间距条件;紧随要求表达了跟驰状态的车辆队列中车辆驾驶人在无法超车的情况下会紧跟前车的特点。

　　2.1.2 延迟性

　　延迟性又称滞后性。延迟性是指处于跟驰状态的后车在前车影响下改变速度的时间要晚于前车改变速度的时间，这两个时间的差值叫做延迟时间，是后车驾驶人对前车状态改变这一事实做出接收-反应-动作所需的反应时间和车辆实现速度改变的反应时间之和。

　　2.1.3 传递性

　　传递性是指跟驰状态的车辆队列中前车会对后车的行驶状态产生制约，而且会沿车队一直向后传递。但这种制约性的传递类似脉冲信号，具有不连续的特性，两次传递之间会有间隔的存在。

　　2.2 跟驰行为特性参数

　　本文根据驾驶人的驾驶经验的差距将驾驶人分为非专业驾驶人和专业驾驶人，其中非专业驾驶人是驾驶年龄小于7年或者累积驾驶里程小于10万千米的短期驾驶经验人员;专业驾驶人是驾驶年龄不小于7年并且累积驾驶里程大于等于10万千米的长期驾驶人员。选取的驾驶人员包括了多种职业，多种年龄段和平衡的性别比例。文中对驾驶人的差异性研究主要是通过驾龄和累计行程体现出来的驾驶经验是否丰富，没有驾驶人的性格差异的相关研究，对驾驶人的性格和驾驶行为的研究可以参考吴超仲等[13]和MACHIN等[14]的相关研究成果。

　　推荐阅读：发表车辆工程方面论文的EI期刊

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 跟驰行为对道路通行能力的影响分析

文章地址： http://www.qikanvip.com/luqiaojianshe/59942.html