穩(wěn)定狀態(tài)跟車時(shí)間間隔一項(xiàng)使用駕駛數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

Steady-StateCar-FollowingTimeGaps:AnEmpiricalStudyUsingNaturalisticDrivingData穩(wěn)定狀態(tài)跟車時(shí)間間隔：一項(xiàng)使用駕駛數(shù)據(jù)的實(shí)證研究介紹車輛之間的時(shí)距(Timeheadway)是一個(gè)重要的微觀交通流屬性。它被用于交通工程的許多領(lǐng)域，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到交通安全、路段的服務(wù)水平和交通設(shè)施的容量。測(cè)量技術(shù)中，第一種技術(shù)，感應(yīng)環(huán)等傳感器安裝在道路上的某個(gè)位置，以記錄車輛經(jīng)過(guò)其路徑的時(shí)間。連續(xù)車輛的到達(dá)時(shí)間用于計(jì)算THW。使用此程序，可以估計(jì)道路上某個(gè)位置的多個(gè)駕駛員使用的車頭時(shí)距第二種技術(shù)中，距離傳感器（例如雷達(dá)）安裝在車輛中以測(cè)量后續(xù)車輛與其領(lǐng)導(dǎo)者之間的距離。測(cè)量的距離和后面車輛的速度用于計(jì)算車頭時(shí)距使用這種技術(shù)，可以在道路上的任何時(shí)間計(jì)算后續(xù)車輛的車頭時(shí)距。使用第一種技術(shù)，在道路的某個(gè)位置識(shí)別多個(gè)駕駛員的行為，而第二種技術(shù)識(shí)別整個(gè)道路上的一個(gè)駕駛員的行為。介紹THW是指車輛的前（或后）保險(xiǎn)杠通過(guò)指定點(diǎn)到其跟隨者的前（或后）保險(xiǎn)杠到達(dá)同一點(diǎn)之間的時(shí)間，這意味著前（或后）保險(xiǎn)杠的長(zhǎng)度跟隨者）車輛在計(jì)算時(shí)距時(shí)被考慮在內(nèi)。Timegap是從車輛的后部到其跟隨者的前部測(cè)量的。計(jì)算時(shí)間間隔的一種更準(zhǔn)確的方法是浮動(dòng)車輛技術(shù)，其中使用已知的測(cè)試車輛的長(zhǎng)度和速度準(zhǔn)確地推導(dǎo)出時(shí)距，后者使用車輛的車載診斷(OBD)系統(tǒng)準(zhǔn)確測(cè)量。介紹-文獻(xiàn)本研究的目標(biāo)之一是評(píng)估作為車速函數(shù)的時(shí)間間隔分布。Taieb-Maimon和Shinar進(jìn)行了一項(xiàng)實(shí)地研究，以評(píng)估駕駛員在跟車情況下的實(shí)際車頭距離。在他們的實(shí)驗(yàn)中，參與者被要求保持“最小安全距離”和“舒適、正常的距離，無(wú)意超車”在前車后面，車速?gòu)?0到100公里/小時(shí)不等。Teir結(jié)果表明，參與者的車頭時(shí)距與速度相關(guān)，從50公里/小時(shí)的平均9.5m調(diào)整為100公里/小時(shí)的平均19m，這導(dǎo)致平均最小車距與速度和距離幾乎恒定從0.64秒到0.69秒。介紹布拉克斯頓等人(2009)測(cè)試車輛為兩組駕駛員收集數(shù)據(jù)：6名主動(dòng)參與者和123名被動(dòng)受試者，他們?cè)跀?shù)據(jù)收集運(yùn)行期間跟隨儀表化車輛進(jìn)行觀察。他們揭示了受試者之間或受試者內(nèi)部的時(shí)間進(jìn)度有很大程度的變化。當(dāng)他們對(duì)參與者的結(jié)果進(jìn)行平均時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)平均前進(jìn)速度隨著速度的增加而減少，速度增加到15m/s，之后它保持不變。方法-實(shí)際數(shù)據(jù)的收集2002年，弗吉尼亞理工大學(xué)交通研究所(VTTI)發(fā)起了一項(xiàng)研究，其中100輛汽車由指定的司機(jī)在華盛頓特區(qū)周圍安裝和駕駛。研究的結(jié)論產(chǎn)生了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包含108位司機(jī)完成的207,000次行程。出于本研究的目的，僅使用了與跨越約10小時(shí)的1,180次跟車事件相關(guān)的數(shù)據(jù)集。汽車跟隨數(shù)據(jù)是在杜勒斯機(jī)場(chǎng)通道的大約13公里長(zhǎng)的路段上收集的。方法-實(shí)際數(shù)據(jù)的收集本研究只選擇一個(gè)部分是為了在自由流動(dòng)速度、容量速度、飽和流速和堵塞密度方面保持設(shè)施的均勻性。評(píng)估數(shù)據(jù)是從七個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)程序收集的。對(duì)于每個(gè)事件，本研究中使用的自然數(shù)據(jù)包括后車的瞬時(shí)速度、前車的瞬時(shí)速度以及兩輛車之間的間隔距離。使用安裝在儀表跟隨車輛中的雷達(dá)系統(tǒng)測(cè)量前車的瞬時(shí)速度和間隔距離。方法-實(shí)際數(shù)據(jù)的收集然后過(guò)濾數(shù)據(jù)以確保僅分析穩(wěn)態(tài)的跟車事件。這是通過(guò)從原始數(shù)據(jù)中僅提取滿足以下四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的事件來(lái)完成的。主從車輛速度差的絕對(duì)值<5%所考慮事件期間的加速和/或減速<0.2m/s2車頭時(shí)距（測(cè)量距離與儀表車長(zhǎng)之和，整體除以跟車速度）<4s距離間距<100m圖1顯示了其中一個(gè)過(guò)濾事件。在這種情況下，跟隨車的行駛速度（98-102公里/小時(shí)）略高于領(lǐng)先車（95-98公里/小時(shí)），時(shí)間差距從0.82秒減少到0.67秒。因此，該事件和駕駛員的所有時(shí)間間隙數(shù)據(jù)點(diǎn)將被保存為速度間隔的單獨(dú)時(shí)間間隙測(cè)量值。方法-實(shí)際數(shù)據(jù)的收集過(guò)濾了所有事件，就獲得了每個(gè)駕駛員和每個(gè)速度間隔的時(shí)間間隔數(shù)據(jù)。總共獲得了168,053個(gè)時(shí)間間隔樣本，大部分?jǐn)?shù)據(jù)屬于速度區(qū)間。每個(gè)駕駛員和每個(gè)速度間隔的時(shí)間間隔樣本數(shù)。結(jié)果-對(duì)司機(jī)的描述性統(tǒng)計(jì)右表顯示為所有駕駛員和所有速度間隔計(jì)算的平均值和變異系數(shù)(COV)對(duì)Driver462計(jì)算出的COV高達(dá)63.8%，表明它們?cè)隈{駛時(shí)不一致。該駕駛員在以≥108km/h的速度行駛時(shí)，在某些情況下留下的時(shí)間差距低至0.48秒，而在其他情況下，時(shí)間差距高達(dá)2.99秒。在速度高于54公里/小時(shí)時(shí)，大多數(shù)駕駛員的變異性更為顯著。在這些高速下，大多數(shù)司機(jī)的平均時(shí)間間隔大于中位數(shù)，表明較短的時(shí)間間隔更集中。結(jié)果-對(duì)司機(jī)的描述性統(tǒng)計(jì)顯示了驅(qū)動(dòng)器358（圖2（a））和驅(qū)動(dòng)器462（圖2（b））的時(shí)間間隙框和須線圖。對(duì)于所有速度間隔，Driver358的中值高于1.5s，而Driver462的中值低于1.5s。這表明與前者相比，后者的司機(jī)駕駛更積極。在108公里/小時(shí)以上的速度下，駕駛員358留下的最小時(shí)間間隔為0.76秒，是駕駛員462留下的1.6倍。結(jié)果-駕駛因素的描述性統(tǒng)計(jì)為了適應(yīng)不同駕駛員的行為，將所有七名駕駛員的數(shù)據(jù)針對(duì)每個(gè)速度間隔進(jìn)行組合。下圖顯示了所有驅(qū)動(dòng)程序的箱線圖。從這個(gè)圖中可以看出，一般來(lái)說(shuō)，司機(jī)在較低的速度下比在較高的速度下留下更長(zhǎng)的時(shí)間間隔。例如，在速度間隔為時(shí)，中值約為2.5秒，但在速度間隔為時(shí)下降到1.2秒。這表明，一般情況下，駕駛員在更高的速度下會(huì)留下更長(zhǎng)的距離；然而，由于速度更高，時(shí)間間隔減少了。未來(lái)研究的結(jié)論和建議時(shí)間間隔是交通工程中的一個(gè)重要屬性，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到安全。研究結(jié)果得出以下結(jié)論：(1)發(fā)現(xiàn)每個(gè)速度間隔的駕駛員內(nèi)的時(shí)間間隔變化(2)發(fā)現(xiàn)每個(gè)速度間隔的司機(jī)之間的時(shí)間差距變化(3)時(shí)間間隔似乎隨著車速的增加而減小本文中描述的分析基于華盛頓特區(qū)七位不同司機(jī)的結(jié)果。因此，建議進(jìn)行更多的研究，類似于本文中描述的研究，以包括更多的司機(jī)和道路設(shè)施（高速公路、干線、收集器等）。此類研究的結(jié)果可以