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考虑前后车效应的反馈控制跟驰模型

葛红霞 崔煜 程荣军

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考虑前后车效应的反馈控制跟驰模型

葛红霞, 崔煜, 程荣军

A car-following model with considering control signals from front and rear

Ge Hong-Xia, Cui Yu, Cheng Rong-Jun
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  • 本文中,在优化速度模型的基础上,提出一个计及跟随车与当前车车头间距的跟驰模型. 从控制论角度出发,对模型进行稳定性分析,得到了模型的稳定性条件. 同时,在新模型中引入了反馈控制信息,考虑当前车与前后方车辆之间的速度差. 对模型进行线性分析后得到小扰动不会导致交通堵塞的条件. 在开放边界条件下,对两个模型进行数值模拟,结果表明在控制信号下,车辆速度波动明显减小,拥堵现象得到有效缓解. 从而证实反馈控制信号对缓解交通拥堵的重要作用.
    A new control method to suppress traffic jams is proposed by considering headway of the front and rear. With the control signals or not the stability conditions are derived. It is shown that the vehicle speed fluctuation by the simulations disappears when the feedback control signals are introduced. Therefore, serious congestion will not occur in the system. Illustration shows that the feedback control signal can effectively suppress and alleviate the traffic congestion.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11372166,61074142)、浙江省自然科学基金(批准号:LY13A010005)、宁波市学科项目(批准号:SZXL1067)和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11372166, 61074142), the Scientific Research Fund of Zhejiang Provincial, China (Grant No.LY13A010005), Disciplinary Project of Ningbo, China (Grant No.SZXL1067), and the K.C. Wong Magna Fund in Ningbo University, China.
    [1]

    Xue Y 2004 2004 Acta Phys. Sin. 53 25 (in Chinese) [薛郁 2004 物理学报 53 25]

    [2]

    Tang T Q, Huang H J, Xue Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 4026 (in Chinese) [唐铁桥,黄海军, 薛郁 2006 物理学报55 4026]

    [3]

    Tang T Q, Huang H J, Shang H Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 6003 (in Chinese) [唐铁桥,黄海军,尚华艳 2010 物理学报 59 6003]

    [4]

    Peng G H, Sun D H, He H P 2008 Acta Phys. Sin. 57 7541 (in Chinese) [彭光含, 孙棣华, 何恒攀 2008 物理学报 57 7541]

    [5]

    Peng G H, Sun D H 2009 Chin. Phys. B 18 5420

    [6]

    Li Z P, Liu Y C 2006 Chin. Phys. 15 1570

    [7]

    Tang T Q, Huang H J, Gao Z Y, Wong S C 2007 Physica A 380 481

    [8]

    Li Z P, Liu Y C 2006 Chin. Phys. 15 1570

    [9]

    Tian H H, Xue Y, Kan S J, Liang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4506 (in Chinese) [田欢欢, 薛郁, 康三军, 梁玉娟 2009 物理学报 58 4506]

    [10]

    Bando M, Hasebe K, Nakayama A 1995 Phys. Rev. E 51 1035

    [11]

    Helbing D, Tilch B 1998 Phys. Rev. E 58 133

    [12]

    Jiang R, Wu Q S, Zhu Z J 2001 Phys. Rev. E 64 017101

    [13]

    Xue Y, Dong L Y, Yuan Y W, Dai S Q 2002 Acta Phys. Sin. 51 492 (in Chinese) [薛郁, 董力耘, 袁以武, 戴世强 2002 物理学报 51 492]

    [14]

    Xue Y, Dong L Y, Yuan Y W, Dai S Q 2002 Commun. Theor. Phys. 38 230

    [15]

    Ge H X, Dai S Q, Dong L Y 2004 Phys. Rev. E 70 066134

    [16]

    Konishi K, Kokame H, Hirata K 1999 Phys. Rev. E 60 4000

    [17]

    Zhao X M, Gao Z Y 2006 Physica A 366 513

    [18]

    Han X L, Jiang C Y, Ge H X, Dai S Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4383 (in Chinese) [韩祥临, 姜长元, 葛红霞, 戴世强 2007 物理学报 56 4383]

    [19]

    Shen F Y, Ge H X, Zhang H, Yu H M, Lei L 2009 Chin. Phys. B 18 4208

    [20]

    Ge H X, Cheng R J, Li Z P 2011 Chin. Phys. B 20 080508

    [21]

    Ge H X, Yu J, Lo S M 2012 Chin. Phys. Lett. 29 050502

    [22]

    Ge H X, Meng X P, Ma J, Lo S M 2012 Phys. Lett. A 377 9

    [23]

    Ge H X, Zhu H B, Dai S Q 2006 Eur. Phys. J. B 54 503

    [24]

    Jia B, Jiang R, Wu Q S 2005 Physica A 348 544

  • [1]

    Xue Y 2004 2004 Acta Phys. Sin. 53 25 (in Chinese) [薛郁 2004 物理学报 53 25]

    [2]

    Tang T Q, Huang H J, Xue Y 2006 Acta Phys. Sin. 55 4026 (in Chinese) [唐铁桥,黄海军, 薛郁 2006 物理学报55 4026]

    [3]

    Tang T Q, Huang H J, Shang H Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 6003 (in Chinese) [唐铁桥,黄海军,尚华艳 2010 物理学报 59 6003]

    [4]

    Peng G H, Sun D H, He H P 2008 Acta Phys. Sin. 57 7541 (in Chinese) [彭光含, 孙棣华, 何恒攀 2008 物理学报 57 7541]

    [5]

    Peng G H, Sun D H 2009 Chin. Phys. B 18 5420

    [6]

    Li Z P, Liu Y C 2006 Chin. Phys. 15 1570

    [7]

    Tang T Q, Huang H J, Gao Z Y, Wong S C 2007 Physica A 380 481

    [8]

    Li Z P, Liu Y C 2006 Chin. Phys. 15 1570

    [9]

    Tian H H, Xue Y, Kan S J, Liang Y J 2009 Acta Phys. Sin. 58 4506 (in Chinese) [田欢欢, 薛郁, 康三军, 梁玉娟 2009 物理学报 58 4506]

    [10]

    Bando M, Hasebe K, Nakayama A 1995 Phys. Rev. E 51 1035

    [11]

    Helbing D, Tilch B 1998 Phys. Rev. E 58 133

    [12]

    Jiang R, Wu Q S, Zhu Z J 2001 Phys. Rev. E 64 017101

    [13]

    Xue Y, Dong L Y, Yuan Y W, Dai S Q 2002 Acta Phys. Sin. 51 492 (in Chinese) [薛郁, 董力耘, 袁以武, 戴世强 2002 物理学报 51 492]

    [14]

    Xue Y, Dong L Y, Yuan Y W, Dai S Q 2002 Commun. Theor. Phys. 38 230

    [15]

    Ge H X, Dai S Q, Dong L Y 2004 Phys. Rev. E 70 066134

    [16]

    Konishi K, Kokame H, Hirata K 1999 Phys. Rev. E 60 4000

    [17]

    Zhao X M, Gao Z Y 2006 Physica A 366 513

    [18]

    Han X L, Jiang C Y, Ge H X, Dai S Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4383 (in Chinese) [韩祥临, 姜长元, 葛红霞, 戴世强 2007 物理学报 56 4383]

    [19]

    Shen F Y, Ge H X, Zhang H, Yu H M, Lei L 2009 Chin. Phys. B 18 4208

    [20]

    Ge H X, Cheng R J, Li Z P 2011 Chin. Phys. B 20 080508

    [21]

    Ge H X, Yu J, Lo S M 2012 Chin. Phys. Lett. 29 050502

    [22]

    Ge H X, Meng X P, Ma J, Lo S M 2012 Phys. Lett. A 377 9

    [23]

    Ge H X, Zhu H B, Dai S Q 2006 Eur. Phys. J. B 54 503

    [24]

    Jia B, Jiang R, Wu Q S 2005 Physica A 348 544

  • [1] 陈永, 张薇. 高速跟驰交通流动力学模型研究. 物理学报, 2020, 69(6): 064501. doi: 10.7498/aps.69.20191251
    [2] 梁经韵, 张莉莉, 栾悉道, 郭金林, 老松杨, 谢毓湘. 多路段元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2017, 66(19): 194501. doi: 10.7498/aps.66.194501
    [3] 华雪东, 王炜, 王昊. 考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型. 物理学报, 2016, 65(8): 084503. doi: 10.7498/aps.65.084503
    [4] 华雪东, 王炜, 王昊. 考虑车与车互联通讯技术的交通流跟驰模型. 物理学报, 2016, 65(1): 010502. doi: 10.7498/aps.65.010502
    [5] 郑伟范, 张继业, 王明文, 唐东明. 具有加权顾前势的交通流模型. 物理学报, 2014, 63(22): 228901. doi: 10.7498/aps.63.228901
    [6] 叶晶晶, 李克平, 金新民. 基于跟驰模型列车运行优化控制模拟研究. 物理学报, 2014, 63(7): 070202. doi: 10.7498/aps.63.070202
    [7] 孙棣华, 周桐, 刘卫宁, 郑林江. 考虑最邻近前车综合信息的反馈控制跟驰模型. 物理学报, 2013, 62(17): 170503. doi: 10.7498/aps.62.170503
    [8] 梁家源, 滕维中, 薛郁. 宏观交通流模型的能耗研究. 物理学报, 2013, 62(2): 024706. doi: 10.7498/aps.62.024706
    [9] 张立东, 贾磊, 朱文兴. 弯道交通流跟驰建模与稳定性分析. 物理学报, 2012, 61(7): 074501. doi: 10.7498/aps.61.074501
    [10] 滕亚帆, 高自友, 贾 斌, 李 峰. 信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1365-1374. doi: 10.7498/aps.57.1365
    [11] 彭光含, 孙棣华, 何恒攀. 交通流双车跟驰模型与数值仿真. 物理学报, 2008, 57(12): 7541-7546. doi: 10.7498/aps.57.7541
    [12] 韩祥临, 姜长元, 葛红霞, 戴世强. 基于智能交通系统的耦合映射跟驰模型和交通拥堵控制. 物理学报, 2007, 56(8): 4383-4392. doi: 10.7498/aps.56.4383
    [13] 陈 漩, 高自友, 赵小梅, 贾 斌. 反馈控制双车道跟驰模型研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2024-2029. doi: 10.7498/aps.56.2024
    [14] 郭四玲, 韦艳芳, 薛 郁. 元胞自动机交通流模型的相变特性研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3336-3342. doi: 10.7498/aps.55.3336
    [15] 花 伟, 林柏梁. 考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(6): 2595-2599. doi: 10.7498/aps.54.2595
    [16] 牟勇飚, 钟诚文. 基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(12): 5597-5601. doi: 10.7498/aps.54.5597
    [17] 葛红霞, 祝会兵, 戴世强. 智能交通系统的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(10): 4621-4626. doi: 10.7498/aps.54.4621
    [18] 薛郁. 优化车流的交通流格子模型. 物理学报, 2004, 53(1): 25-30. doi: 10.7498/aps.53.25
    [19] 彭 麟, 谭惠丽, 吴大艳, 刘慕仁, 孔令江. 交通灯控制下城市主干道双车道多速元胞自动机交通流模型研究. 物理学报, 2004, 53(9): 2899-2904. doi: 10.7498/aps.53.2899
    [20] 薛 郁. 随机计及相对速度的交通流跟驰模型. 物理学报, 2003, 52(11): 2750-2756. doi: 10.7498/aps.52.2750
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-14
  • 修回日期:  2014-02-11
  • 刊出日期:  2014-06-05

考虑前后车效应的反馈控制跟驰模型

  • 1. 宁波大学海运学院, 宁波 315211;
  • 2. 宁波大学理学院, 宁波 315211;
  • 3. 浙江大学宁波理工学院, 宁波 315200
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11372166,61074142)、浙江省自然科学基金(批准号:LY13A010005)、宁波市学科项目(批准号:SZXL1067)和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.

摘要: 本文中,在优化速度模型的基础上,提出一个计及跟随车与当前车车头间距的跟驰模型. 从控制论角度出发,对模型进行稳定性分析,得到了模型的稳定性条件. 同时,在新模型中引入了反馈控制信息,考虑当前车与前后方车辆之间的速度差. 对模型进行线性分析后得到小扰动不会导致交通堵塞的条件. 在开放边界条件下,对两个模型进行数值模拟,结果表明在控制信号下,车辆速度波动明显减小,拥堵现象得到有效缓解. 从而证实反馈控制信号对缓解交通拥堵的重要作用.

English Abstract

参考文献 (24)

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