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辽宁警察学院

本科毕业论文

基于跟驰理论对车辆尾撞事故

模型建立的研究

论 文 作 者： 马牧亭 专业（方向）：刑事科学技术（道路交通安全方向） 年 级： 2010级 学 号： 103424102 指 导 教 师： 王德章教授 完 成 日 期： 2014年2月28日

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中文摘要

本文基于跟驰理论展开对尾撞事故进行理论与实际研究，首先提出尾随车的加速度与相对速度成线性关系，与车速、反应时间及车头间距成非线性关系，在微观上尾撞事故的发生与这些因素密切相关；其次，基于交通流特性，提出尾撞事故的发生与交通量、车流密度、车速这些因素存在宏观可调控关系。通过描述当前的交通发展现状，从宏观交通流角度，微观驾驶员、车辆角度对尾撞事故进行了分析。后文在交通流基本要素方面和车辆跟驰特性方面进行了实地数据调查，并援引了国外先进的整理过的数据，在此基础上，进行了对车辆尾撞事故模型建立的研究，得出相应的线性与非线性跟驰模型，后对模型的稳定性与正确性进行了检验。最后分别从宏观管理与微观控制角度提出解决尾撞事故的对策。

关键词： 跟驰理论 尾撞事故 模型建立

I

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ABSTRACT

In this paper, I do the theoretical and actual research on the vehicle rear end collision based on car following theory. First proposed that there is a linear relationship between the trailing vehicle acceleration and the relative velocity; there is a non-linear relationship between the trailing vehicle acceleration and the speed, reaction time and headway. At the micro, rear end collision is closely related to these factors. And proposed that the occurrence of the rear end collision can be macroscopically regulated by the traffic volume, density, speed based on traffic flow characteristics. Through the description of the current status of the development of traffic, I analyze the rear end collision from the angle of the traffic flow, driver, vehicle. After the field investigation and quoting foreigner advanced data in terms of the basic elements of traffic flow and car following characteristics, I do the research in the model building of rear end collision and introduce the linear and nonlinear car following model. Next, I have verified the stability and the correctness of the model. Finally, I put forward some solutions, including the macro management and micro control, to solve the rear end collision.

Key words: Car following theory，Rear end collision， Model building

II

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目 录

引言...........................................................1 1 尾撞事故的交通现状...........................................1 1.1 交通发展状况.............................................1

1.2 尾撞事故现状.............................................1

2 对尾撞事故的分析.............................................2 2.1 尾撞事故成因分析.........................................2 2.2 尾撞事故宏观分析.........................................3

3 车辆尾撞事故模型的建立.......................................5 3.1 数据调查.................................................5

3.2 基于跟驰理论建立车辆尾撞事故模型.........................7 3.3 车辆尾撞事故模型的检验..................................10

4 解决尾撞事故的对策..........................................11 4.1 实施道路交通微观控制....................................11 4.2 进行道路交通宏观管理....................................12

结论..........................................................12 参考文献......................................................14 致谢..........................................................14

III

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引言

车辆跟驰理论是最基础的交通流理论分支，国外在这方面的研究已持续了半个多世纪，尽管现在的许多跟驰模型已经应用于实践，但由于各地交通流特性的差异，在对尾撞事故的研究上还没有统一的预测与分析模型。跟驰理论对尾撞事故的研究条件是车辆在单车道上行驶，尾随车不超越前导车；研究的问题是当前导车减速或刹车是尾随车的行驶状态，并用数学模型表示出来；研究的目的是通过分析交通流特性，预测交通流运行规律，从而减少尾撞等事故。期望通过本次研究，从微观跟驰理论和宏观交通流特性角度找到解决尾撞事故的办法，使得交通顺畅有序，保障行车及人身安全。

1 尾撞事故的交通现状

1.1交通发展状况

自十八届三中全会召开以来，中国改革的步伐迈得更加坚定，推进现代化、城镇化的速度更快、力度更稳，这无疑是值得全国人民欢庆的事情。当然，随着改革一步步深入，暴露的问题也将越明显。现代化、城镇化固然好，比如城区更大了，高楼更密集了，车辆更先进了，但随之而来的问题也不容小觑，其中之一便是交通问题。车辆在同一车道上行驶，前导车和尾随车之间存在着很密切的关系，尾撞事故时有发生。跟驰理论是通过研究非自由行驶状态下单车道交通流稳定性，可对预防车辆尾撞事故提供理论支持的一门理论。本文基于此理论展开对车辆尾撞事故模型建立的研究。 1.2尾撞事故现状

据权威部门统计，2013年我国车辆和驾驶员保持快速增长，至2013年底，全国机动车数量突破2.5亿辆，机动车驾驶人近2.8亿人。其中，汽车达1.37亿辆，扣除报废量，增加1651万辆，增长了13.7%；汽车驾驶人2.19亿人，扣除注销量，增加1844万人，增长了9.2%。这些数字表明，机动车数量越多，与有限的交通供应量之间的矛盾越突出，结果便是城市道路发生拥堵，尾撞事故时有发生等交通问题。

尾撞事故是不可忽视的一类交通问题，我国80%以上的群死群伤恶性交通事故是由刮蹭尾撞引起的，对驾驶员及其它相关人员的人身安全造成极大伤害。在城市道路上行驶的车辆关系密切，一辆跟随一辆，若前导车出现紧急情况，对尾随车的影响较大，容易造成尾撞，此类事故一旦发生，必会造成大面积拥堵，影响后续车辆的正常通行，为可能在此区域再次发生尾撞事故埋下安全隐患，形成恶性循环，一发不可收拾。可见，

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