- 研究背景
高速公路是专供汽车分向行驶、分车道行驶，全部控制出入的多车道公路。高速公路全程控制车辆进出，一级公路可根据需要部分控制车辆进出；高速公路是全封闭汽车专用公路，一级公路可以是全封闭、半封闭或开放式公路，适用场合比高速公路广泛，但技术指标相对较低。高速公路作为等级最高的公路，对于交通的限制是十分严格的。因为在高速行驶状态下的车辆如果出了一点操作失误可能造成巨大的交通事故。
车辆的跟驰行为受交通环境、道路条件、驾驶人员心理以及驾驶水平等因素所影响。研究出跟驰行为的特性可以大大地降低高速公路上交通事故的发生，提高交通运营的安全性。
- 研究目的与意义
随着我国经济的腾跃，高速公路的发展及周边设施也是随之越来越完善。截至2018年我国的高速公路总里程已达到14万千米位居全球第一。而如今汽车也作为家庭出行的必需品，走进每家每户。随着汽车的保有量的不断上升，对于交通通行顺畅和道路的承载量是一个巨大的挑战。在我国的高速公路车辆的行车限制速度为60-120km/h。即便在中高速状态下的车辆也需要遵循车辆的跟驰规律，在不同的交通状况下和驾驶员的驾驶行为等各种要素的影响下，车辆在高速公路上的跟驰行为也是随之不同。对于交通安全也是有一定的影响。所以通过在高速公路上跟驰行为的研究，来进行改善相关的交通问题，保障交通人员的安全问题。
在高速公路上行驶的车辆分为自由的行驶状态和非自由的行驶状态。在交通流处于低密度时，驾驶员驾驶车辆可以根据交通规则和自身周围的交通环境进行超车或者变换车道行驶等多项驾驶操作。当交通流处于高密度时，驾驶员驾驶车辆受到多方面的因素的影响，不得不跟驰前方的车辆进行行驶。被前方的车辆所制约。在车辆拥堵情况下，往往只有等待前方车辆行驶时，才能随后行驶。呈现延迟性。这种的行驶状态会不断地传递至后方的车辆，呈现传递性。虽然此时车速不高，但是由于驾驶员的心理与驾驶操作的影响，常常会在此出现交通事故。在不同的交通交通条件下，如恶劣天气的影响，道路的施工等交通因素，也会限制车辆的正常行驶。尤其是在高速公路上，出现小的错误会导致大的交通事故，危机生命安全。所以研究高速公路上的车辆跟驰是十分有必要的，可以通过大量的研究以及数据分析，来对未来的高速公路的发展进行改善和预测，有效地保障交通地顺畅通行和交通人员的安全。
- 国内外同类研究概况
3.1国内同类研究概况
车辆的跟驰行为的不当往往是交通事故发生的根源。而在高速公路上跟驰行为更需要谨慎地对待，因为在高速公路上的事故往往都是危机人身安全。所以研究高速公路上车辆的跟驰行为是绝对有必要的。
高速公路作为最高等级的道路，具有全封闭式的道路，横截面形式一般都为三块板，有中央分隔带且有防眩设施。提高交通行驶安全。跟驰行为主要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。一般在进行跟驰行为分析时需要建立跟驰模型来来进行分析。跟驰模型是指运用动力学的方法来研究前导车（Leading Vehicle， LV）运动状态变化所引起跟驰车（Following Vehicle， FV）的相应行为，通过分析各车辆逐一跟驰的方式来理解单车道交通流特性，从而在驾驶人微观行为与交通宏观现象之间架起一座桥梁。跟驰行为模型依据建模思想不同可以分为交通工程角度和统计物理角度。交通工程角度的跟驰模型包括刺激-反应类、安全距离类、心理-生理类及人工智能类模型；统计物理角度的跟驰模型包括优化速度、智能驾驶、和元胞自动机模型。
清华大学的贾宇涵等人在系统仿真学报上研究分析快速路上车辆的跟驰建模与仿真研究。由于快速路和高速公路都属于高等级的公路，车辆都被允许以高速行驶，故可以借此来分析。由于车辆处于高速的行驶状态，他们把优化速度方程中固定的最小安全距离部分修改为可变的最小跟驰距离。建立了新的车辆跟驰模型，通过交通的检测，表明新模型能够更好地表现车辆在高速行驶状态下的跟驰行为。然后他们利用经典控制理论中的Hurwitz稳定性确定了新模型的稳定情况。通过人造路网仿真和FLOWSIM快速路仿真进行试验表明能够更好地直观表现高速行驶状态下的车辆的跟驰行为。
华中科技大学的刘有军等人在中国公路学报上发表了四车道高速公路跟驰换道模型与参数激励。为了更加真实地表现高速公路上车辆跟驰换道行为，他们考虑了侧向车辆和车道功能对驾驶人反应认知过程的影响。在车辆跟驰模型上新增了车道功能划分。分析出2种车道划分方式下,密度和慢车比例对流率的影响具有一致性。论证出高速公路四车道下车辆跟驰行为发生的改变。
不止是道路的硬性影响，还存在自然天气对于车辆跟驰行为产生的影响。
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