[科普中国]-跟驰理论

跟驰理论(car-following theory)又称跟车理论或跟踪理论。是指在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时，利用动力学方法，后车跟随前车的行驶状态，并以数学模型表达跟驰过程中发生的各种状态的理论。

简介跟驰理论(car-following theory)又称跟车理论或跟踪理论。是指在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时，利用动力学方法，后车跟随前车的行驶状态，并以数学模型表达跟驰过程中发生的各种状态的理论1。

作用跟驰理论是分析和研究非自由运行状态车队行驶特性(制约性、延迟性、传递性)的微观模型。研究的主要目的是试图通过观察各个车辆逐一跟驰的方式来了解单一车道交通流的特性。用来检验道路交通的管理技术和通信技术，以便在稠密交通时，使尾撞事故减到最低限度2。

车辆跟驰特性分析按交通流密度的大小，在道路上行驶的一队汽车可分成两种运行状态：一种是低密度的情况，车间距大，车队中任一辆车的速度都不受前车的制约，驾驶员可采用自由车速(称为自由行驶状态)；一种是高密度的情况，车间距不大，车队中任一辆车的车速都受前车车速的制约，驾驶员只能按前车所提供的信息采用相应的车速(称为非自由行驶状态)。

非自由行驶状态的车队有以下3个特性：

1.制约性

在一队汽车中，跟随前车运行的后车驾驶员总不愿意落后很多，而且紧随前车车速，跟驶前进 但从安全角度出发，跟驰车辆要满足两个条件：一是后车的车速不能长时间的大于前车车速，只能在前车车速附近摆动，否则会发生碰撞，这是车速条件；二是前后车之间必须保持一个安全距离，即在前车刹车后，两车间有足够的距离，从而有足够的时间供后车驾驶员作出反应，采取制动措施，这是闯距条件，显然车速高时，制动距离大，安全距离也加大。紧随条件加上车速条件和间距条件就构成了一队汽车跟驰行驶的制约性，即前车车速制约着后车车速和两车之间的距离。

2.延迟性

从跟驰车队的制约性可知，前车改变运行状态后，后车也要改变 但前后车运行状态的

改变不是同步，而是有延迟。这是由于后车驾驶员对前车运行状态的改变要有一个反应过程，这个过程包括4个阶段：

1)感觉阶段——前车运行状态的改变被察觉；

2)认识阶段——对这一改变加以识别；

3)判断阶段——对本车将要采用的措施作出判断；

4)执行阶段——根据判断通过手脚对车辆进行相关的操纵动作。

这4个阶段所需的时间称为反应时间．假设反应时间为T，那么前车在t时刻的动作，要经T时间后，在(t+T)时刻，后车才能作出相应的动作．这就是延迟性。

3.传递性

由制约性可知，第1辆车的运行状态制约着第2辆的运行状态，第2辆又制约着第3辆……，第n辆制约着第n+1辆，一旦第1辆改变运行状态，它的效应将会一辆接一辆地向后传递。直至车队的最后一辆．这就是传递性。由延迟性可知，运行状态的传递是具有延迟性的，这种具有延迟性的向后传递的信息不是平滑连续，而是像脉冲一样间断连续的。

制约性、延迟性和传递性是非自由行驶状态下车队的主要跟驰特性3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学