混合态与分离态异质交通流稳定性分析

来源：交通运输系统工程与信息杂志2025年第3期北京时间：

作者：张文会, 宋子文, 张超, 席聪

单位：东北林业大学，土木与交通学院，哈尔滨150040

摘要：为揭示人工驾驶车辆(HDV)和智能网联车辆(CAV)构成的异质交通流的稳定性演化规律，从其混合态与分离态两种排列方式入手展开研究。首先，考虑CAV功能退化现象，构建适合异质交通流的改进跟驰模型和换道模型，建立各车型数量比例的期望表达式；其次，通过推导混合态与分离态的基本图模型，解析高峰与平峰时段的流量-密度曲线特征差异；之后，理论推导异质交通流稳定性判别条件，并分析队列规模对稳定性的影响；最后，设计数值仿真实验，验证扰动条件下的车流稳定性，对比分析分离态与混合态下行驶速度和CAV渗透率对速度扰动幅度的影响。结果表明：在相同行驶速度下，分离态实现车流稳定所需CAV渗透率较混合态平均降低12.7%，其稳定性随队列规模扩大呈现非线性增长，并可使高峰时段最大流量提升14.7%。但当CAV渗透率低于0.2时，混合态的车流抗扰动能力更强；当行驶速度处于15，25，35 m·s-1下，CAV渗透率将分别达到0.86、0.71和0.47，此时，采用分离态和混合态均可以在车流扰动中保持稳定；在高速工况下，混合态与分离态达到稳定性所需的CAV渗透率差异将缩短至0.0236。

关键词：智能交通,基本图与稳定性,数值仿真,异质交通流,队列规模

基金资助：国家自然科学基金(51638004)。