工学硕士学位论文
城市道路车道变换微观模型
及仿真研究
LANE CHANGE MICROSCOPIC MODEL AND SIMULATION RESEARCH
ON URBAN ROAD
张银
哈尔滨工业大学
2008年6月
国内图书分类号：U491
国际图书分类号：580
工学硕士学位论文
城市道路车道变换微观模型
及仿真研究
硕士研究生：张银
导师：裴玉龙教授
申请学位：工学硕士
学科、专业：交通运输规划与管理
所在单位：交通科学与工程学院
答辩日期：2008年6月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index: U491
U.D.C: 580
Dissertation for the Master's Degree in Engineering
LANE CHANGE MICROSCOPIC MODEL AND SIMULATION RESEARCH ON
URBAN ROAD
Candidate: Zhang Yin
Supervisor: Prof. Pei Yulong
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Transportation Planning and Management
Affiliation: School of Transportation Science & Engineering
Date of Defence: June, 2008
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
车辆排队、消散、超车等过程往往伴随有车道变换行为。在高峰时段，车道变换行为会引发交通拥堵，严重时将导致交通事故。特别是我国存在相当一部分驾驶员漠视交通法规，在驾驶车辆的过程中任意变道甚至违章变道，因此同国外相比我国驾驶员车道变换行为尤为复杂。正因为如此，车道变换微观仿真技术日益受到我国及各国政府的重视并成为交通运输和车辆工程等领域的研究热点。相应地，车道变换微观模型研究对于完善微观交通仿真系统，改善行车环境和提高道路通行能力具有重要的指导意义。
在分析传统车道变换分类方法的基础上，根据交通流特性及驾驶员之间相互制约关系将车道变换行为划分为开放式、制约式、协作式三类，并按车道变换意图的产生、可行性分析以及车道变换行为的实施对车道变换过程展开论述；统计了哈尔滨、上海、深圳三城市车道变换数据，分析了不同交通量、不同车速、不同车型、不同道路条件下的车道变换行为特性；针对不同类型的车道变换行为，考虑车辆间的影响通过拟合分析、模型推导、归纳总结等方法，建立了城市道路条件下的车道变换微观模型，应用实测数据对车道变换模型参数进行了标定，并采用VC++语言实现图像和数值仿真，应用SPSS软件对比分析实测和仿真数据来验证模型的有效性。
论文通过对城市道路车道变换行为的深入探讨，在车道变换分类、车道变换微观模型的建立等方面有所创新：提出了基于交通流特性的车道变换分类方法；引入三次β样条曲线，建立了开放式车道变换模型；考虑约束车辆的影响，应用多项式理论建立了制约式车道变换模型；从汇入车道驾驶员时间延误和安全性角度出发，构建了基于驾驶员竞争与合作的博弈论模型。
关键词城市道路；车道变换；微观模型；仿真；模型验证
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Abstract
Lane change behavior usually occurs in some situation, such as vehicle queuing, vehicle dissipation, and overtaking, which causing traffic disturbance, in some serious conditions, it will lead to traffic accidents. A part of drivers ignore the traffic law and have no safety consciousness especially in our country. The drivers change lane in random even in the situation of peccancy. Therefore, lane change microscopic simulation technology is being highly regarded by our government and the others day by day, and it has been a hotspot in the transportation, the vehicle engineering and the other researching domain. Correspondingly, it has important guiding significance for research on lane change microscopic model, which can consummate microscopic transportation simulation system, and improve driving environment and road capacity.
On the basic of analysis the traditional classification method of lane change behavior, the article divides the lane change behavior into three types via analyzing traffic stream characteristics and restricts between drivers, which are openning lane change behavior, restriction lane change behavior and cooperation lane change behavior. And it spreads out exposition for the behavior by analyzing reasons of lane change intention, the feasibility analysis as well as the implement of the behavior. Statistics of the measured data of Harbin, Shanghai, Shenzhen, it analyzes the relationship between the characteristics of lane change and different traffic volume, differert velocity, different vehicle type and different road conditions. The article establishs microscopic model separately by the methods of fitting analysis, model inferential reasoning, induction and summarization, in terms of different lane change behavior, and calibrates the model parameters through the measured data. Finally it achieves the image and numerical simulation by the VC++ language and the model is proved validition by comparative analysis of the experimental data and the simulated data using SPSS software.
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The article brought some innovations on classification and microscopic model establishment of lane change by researching on the lane change behavior on urban road. It proposed the more reasonable classification method of lane change behavior based on traffic stream characteristics and restrictions between drivers. By the three time Beta spline curves, it established the opening lane change model. Considering the restrained vehicles, it established the restriction lane change model using polynomial theory. In terms of drivers delay and security, it established the game theory model based on drivers competition and cooperation.
Keywords urban road; lane change; microscopic model; simulation; model validation
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目录
摘要..................................................................................................................I Abstract................................................................................................................II
第1章绪论 (1)
1.1 课题来源及研究的目的及意义 (1)
1.1.1 课题来源 (1)
1.1.2 研究的目的和意义 (1)
1.2 国内外文献综述 (2)
1.2.1 国外研究现状 (2)
1.2.2 国内研究现状 (4)
1.2.3 国内外研究评述 (6)
1.3 主要研究内容 (6)
1.4 技术路线 (7)
第2章城市道路车道变换分类与过程分析 (9)
2.1 车道变换概述 (9)
2.1.1 车道变换的定义 (9)
2.1.2 车道变换发生的条件 (10)
2.2 车道变换的分类 (11)
2.2.1 传统的车道变换分类分析 (11)
2.2.2 开放式车道变换 (12)
2.2.3 制约式车道变换 (12)
2.2.4 协作式车道变换 (13)
2.3 车道变换过程分析 (14)
2.3.1 车道变换意图的产生 (14)
2.3.2 车道变换可行性分析 (15)
2.3.3 车道变换行为的实施 (16)
2.4 本章小结 (17)
第3章城市道路车道变换行为特性分析 (18)
3.1 数据采集 (18)
3.1.1 车道变换宏观数据 (18)
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3.1.2 单车的车道变换数据 (20)
3.1.3 车道变换轨迹数据 (21)
3.1.4 问卷调查数据 (22)
3.2 车道变换持续时间 (22)
3.2.1 不同车型车道变换持续时间 (22)
3.2.2 不同交通量下车道变换持续时间 (24)
3.2.3 不同车道变换方式下车道变换持续时间 (25)
3.3 目标车道分布规律 (25)
3.3.1 目标车道宽度对车道变换的影响 (25)
3.3.2 目标车道车流速度对车道变换的影响 (26)
3.4 车道变换方向分布特性 (27)
3.4.1 横断面型式对车道变换的影响 (28)
3.4.2 匝道对车道变换的影响 (28)
3.5 本章小结 (29)
第4章城市道路车道变换微观模型 (30)
4.1 建模步骤 (30)
4.2 开放式车道变换模型 (31)
4.2.1 车道变换实施阶段划分 (31)
4.2.2 样条曲线 (32)
4.2.3 控制点的求解 (33)
4.2.4 约束条件 (35)
4.3 制约式车道变换模型 (36)
4.3.1 多项式模型 (36)
4.3.2 车辆几何模型 (37)
4.3.3 制约条件下多项式模型 (39)
4.4 协作式车道变换模型 (40)
4.4.1 博弈论基础 (40)
4.4.2 驾驶员协作博弈分析 (41)
4.4.3 博弈模型的建立 (42)
4.5 车道变换模型参数标定 (44)
4.5.1 开放式车道变换模型 (44)
4.5.2 制约式车道变换模型 (45)
4.5.3 协作式车道变换模型 (48)
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4.6 本章小结 (50)
第5章城市道路车道变换微观仿真分析 (51)
5.1 微观交通仿真的内容与功能 (51)
5.1.1 微观交通仿真的内容 (51)
5.1.2 微观交通仿真的功能 (51)
5.2 微观仿真程序设计 (52)
5.2.1 微观仿真总体设计 (52)
5.2.2 微观仿真数据输入 (53)
5.2.3 微观仿真结果输出 (54)
5.3 微观仿真结果验证 (56)
5.3.1 微观仿真结果分析 (56)
5.3.2 微观仿真数据与实测数据对比 (58)
5.4 本章小结 (60)
结论 (61)
参考文献 (63)
攻读学位期间发表的学术论文 (68)
攻读学位期间参加的科研项目 (69)
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明 (70)
致谢 (71)
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第1章绪论
1.1课题来源及研究的目的及意义
1.1.1课题来源
本课题来源于国家自然科学基金面上项目“驾驶员车道变换行为特性及其对交通运行影响研究”(编号50578056)。
1.1.2研究的目的和意义
随着城市交通的迅猛发展，驾驶员车道变换行为对研究道路交通安全、通行能力等起到了越来越重要的作用。车辆排队、拥堵、消散、事故发生和超车等过程往往伴随有车道变换行为。车道变换操作会引起交通扰动，尤其是在交通合流、分流等瓶颈路段。高峰时段时，车道变换行为会引起路段拥堵。特别是我国存在相当一部分驾驶员漠视交通法规、安全意识淡薄，在驾驶车辆的过程中任意车道变换甚至违章车道变换，因此同国外相比我国驾驶员车道变换行为特性尤为复杂。
作为微观交通仿真的两大重要模型之一，车道变换模型被认为是比较复杂以至难以用数学模型描述的。在这当中困扰车道变换模型发展的一个重要原因是微观数据难以获得，数据准确性和真实性直接关系到分析结果的偏差程度，正确的数据采集和处理方法奠定了车道变换特性分析和模型构建基础。
一般来说，车道变换行为是驾驶员在行车过程中的决策通过车辆所表现出来的一种行为。不同的驾驶员有不同的驾驶习惯和特性，因此车道变换行为具有高度的随机性。但是从微观角度上分析，车道变换行为从某种程度上受到车辆自身、道路条件和交通条件的制约，又不约而同的表现出某些共有的特性[1]。这些共有的特性在一定程度上可以用数理逻辑模型来描述，这为交通仿真研究提供了理论基础。
随着计算机技术的进步和智能交通运输系统的发展，交通仿真日益成为交通领域中重要的研究手段。相应地，微观交通仿真技术也越来越成为一种设计、
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评价和优化ITS项目的重要工具。然而我国的交通仿真研究仍较为零散，往往只限于解决单一问题，对整个城市交通路网的仿真模型和仿真系统的开发研究仍处于起步阶段。因此，研究与开发新一代具有中国特色的微观交通仿真模型是国民经济和社会发展中急需解决的重要科技问题。
1.2国内外文献综述
车道变换行为作为一种普遍存在的交通现象，其行为本身存在安全隐患，同时对周边行驶的车辆也构成威胁。研究车道变换模型不仅可以完善微观交通仿真软件，更可以起到保障驾驶安全的作用。因此，各国对车道变换行为和建模均开展了不同程度的研究。
1.2.1国外研究现状
国外开展车道变换行为研究比较早，已经形成了一套完整的理论体系，并已开发许多成熟的商业软件，尤其以欧美、日本研究较为突出。
(1) 车道变换分类与过程分析
在车道变换的分类方面，Eeik[2]开展了无干扰交通运行环境中车道变换的分类研究。按照驾驶员意图，将车道变换划分为强制车道变换(mandatory lane change)和自由车道变换(discretionary lane change)两类；考虑到周边交通流情况，从车道变换涉及到的车道数以及车道变换进程的完成程度出发，车道变换可以划分为单车道变换、多车道变换、通过式车道变换、部分式车道变换四类；根据车道变换的运行轨迹，还可以将车道变换划分为U型、S型、通过型、多车道型等四类；从遇到的情况出发，将车道变换划分为前车阻碍型、返回型、汇入退出型、避让型、汇入避让型、躲避型、增减车道型、无意识型等。
在车道变换的过程分析方面，早在1970年Worrall[3]定义了车道变换由以下三个阶段组成：车道变换的前期准备阶段(开始执行动作到车辆到达两车道之间的标线这一阶段)、车道变换的执行阶段(车道变换开始与车辆到达两车道之间的标线，截止于车辆离开两车道之间的标线这一过程)、车道变换的持续阶段(由车辆离开两车道之间的标线到车道变换车辆在目标车道上恢复正常行驶状态为止)。Yang[4]把车道变换过程分为三步：首先判断是否有必要车道变换并确定车
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道变换的类型，其次是检测间隙并选择车道变换方向，最后是实施车道变换。
(2) 车道变换行为特性研究
Wonshik[5]开展了基于IVHS(Intelligent Vehicle and Highway System)的车道变换特性研究，提出了VDT(virtual desire trajectory)的概念，力图在不确定的车辆运行环境下，通过对车辆的控制，达到车道变换过程中车辆的实际轨迹和期望轨迹相吻合的目标。Michaels[6]提出驾驶员心理—生理跟车模型的概念，Karlsruhe的研究人员将心理—生理模型进行了总结研究，首次系统的分析了驾驶员驾驶过程中的驾驶策略的影响因素，并系统准确的标定量化了其阈值的大小。Lin[7]考虑了侧风对车辆高速车道变换的影响，并对不同车速的车道变换进行了仿真分析。Jorge[8]将车道变换看作是可以流动的阻碍点，其可以影响道路的通行能力，还可以导致新的车道变换行为的产生。
(3) 车道变换微观模型研究
Gipps [9]从驾驶目的性以及安全性角度出发，提出了城市道路上的车道变换模型，他首先建立了受交通信号、障碍物和重型车等影响的城市道路的车道变换决策结构框架。Gipps模型假定司机行为是理性的，据此重点分析了潜在冲突影响下的车道变换决策过程。Debashish[10]基于两种典型车型，开展了两车道的车道变换研究，并介绍了STCA(stochastic cellular automata)的单车道和双车道模型，在此基础上，根据交通状态的演变规律，改进了车道变换随机单元自控制模型。张(Zhang,Y.L.)等人[11]基于行为阈值模型的基础上提出了MRS (Multi-Regime Simulation)模型。这一模型认为满足自由式车道变换条件的车辆并不都会发生车道变换行为。MRS模型用一个修正的概率公式来消除这些过多的车道变换行为。Masahiro[12]采用汇入车辆车速，目标车道后车车速和两车的相对速度作为参数，建立了车道变换驾驶员判断模型。Tomer[13]针对实际运行环境中驾驶员驾驶的行为特性，引入功能结构函数，并且标定了所提出车道变换模型的参数。Peter[14]研究拥挤条件下车道变换特性，引入了智能体的概念配合车辆间的相互影响建立了车辆运行轨迹模型。Samer等[15]运用多项式轨迹模型绘制了期望运行轨迹区域。Chao等[16]开展了基于车道变换的简化车辆跟驰系统模型的研究，考虑了车道变换的影响，改进了Newell提出的车辆跟驰模型。
(4) 车道变换微观仿真研究
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当前国外比较成熟的交通仿真模型系列主要有以下几种：INTRAS、FREQ、NETSIM、MACK、TRAF等。
INTRAS[6]是美国最为成功的微观交通仿真模型。它以网络理论为基础，是统计的微观仿真模型。起先主要应用于高速公路事件研究及交通控制。它对特定车辆，以时间步进进行模拟，完整再现交通极其控制。FREQ、MACK[6]是由美国加利福尼亚大学开发。是一种宏观模型，主要有一系列守恒公式和相应的一系列动态速度—密度公式组成。NETSIM[17]是由美国联邦公路署(FHWA)开发，用于城市道路的微观仿真。该模型假定当车头间距小至不可忍受或实际运行速度小于给定的不可忍受值的一半时，车辆将尝试车道变换。NETSIM模型的间隙检测主要是通过比较主车所需的减速度和目标车道后车所需的减速度与各自可接受的减速度的大小，来决定车道变换是否可行。TRAF[6]是由FHWA开发的交通仿真软件，对道路网、高速公路等各类交通设施进行微观仿真。采用时间扫描法，模拟车辆运行位置、速度和运行状况。
1.2.2国内研究现状
与国外相比，国内开展相关研究起步较晚，而且，主要是在各个高校中做的一些学术研究。
(1) 车道变换分类与过程分析
在车道变换的分类方面，邹智军等[18]将车道变换行为分为强制性车道变换和任意性车道变换两种类型，并分析了两种车道变换类型的各种常见情形。王彩霞[19]在其硕士论文中借鉴Hidas对高速公路的近匝道、交织区处车道变换行为的分类方法，把城市道路的车道变换行为也分成三种类型：自由换道，“挤”道和协助换道。杨小宝等[20]考虑不同交通流状态下的车道变换行为，从通行能力的角度将车道变换分为自由流下车道变换和饱和流下的车道变换。
在车道变换的过程分析方面，杨建国等[21]描述了驾驶员车道变换的行为特征，将车道变换过程划分为四个阶段，分别为扭角、靠拢、收角、调整。游峰[22]在其博士论文中超车可以看成以下几个阶段：车辆切换至相邻车道；到达相邻车道后，加速行驶一段时间，超越前方车辆；最后从相邻车道返回原行车车道。这三个阶段简称为换道、超越和并道。
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(2) 车道变换行为特性研究
魏丽英等[23]通过对比分析多车道车头时距和单车道车头时距之间的关系来判定路段上的车道变换行为，得到驾驶员车道变换和路径选择的基本规律，从而为交通管理部门进行管理和决策提供有力的理论依据。王家凡等[24]通过分析车辆车道变换时车辆之间的竞争与合作关系，结合多智能体系统，将车辆的行为看做自主智能体的行为，强调了它们之间的竞争与合作关系，并对这种竞争与合作产生的原因、合作的方式进行了讨论，通过仿真试验，证明与车辆实际的行驶行为有较好的对应。郑弘等[25]从理论分析的角度指出车道变换行为是驾驶员在不同车道行驶状态下满意程度的选择结果，其需求产生的过程可以用随机效用理论进行描述。叶品等[26]分别考虑快车和慢车不同的主动车道变换行为，得出了不同速度下的车道变换特性。张琨等[27]等找出了车道变换频率与其相应产生的车道变换长度的一一对应关系，定义了车道变换长度随机变量，通过分析给定交织区车道变换长度的统计分布来反映交织操作车道变换的频度。
(3) 车道变换微观模型研究
路静等[28]引入了NETSIM模型并分析了该模型的现状及优缺点，对于车辆行驶中的跟车模型、车道变换模型以及信号控制交叉口的延误模型配以相应的时空分布图并进行了详细地探讨。王晓原等[29]设计了模糊推断的语言规则和基于模糊逻辑的车道变换算法，构建了微观交通流仿真的车道变换模型。采用不同流量条件下车道变换次数的观测值与模拟值进行比较，验证了模型的有效性。陈斌[30]建立了基于多智能主体系统的车道变换模型框架，给出了车辆MAS的结构，基于多智能系统工程方法，给出了车道变换的仿真流程并得到仿真实例。闻育等[31]提出一个基于决策优化模型的驾驶行为建模方法。通过扩展Helly跟车模型并将其等式约束变换为不等式约束，建立驾驶员的可行加速度决策空间，再依次求解轨迹最优目标和速度最优目标，得到一个满意的横纵加速度。
(4) 车道变换微观仿真研究
金曼等[32]利用Agent理论对实际交通流中的选择性换道行为进行了模型的构建。通过对实际车辆单元换道轨迹的观测与换道执行时间的统计分析，建立了车辆换道转角与车速的函数关系。最后利用单个Agent包装类在 https://www.doczj.com/doc/7c12911735.html,平台上实现了此模型。林思能[33]用模糊逻辑描述非拥挤车流的车辆在瓶颈路段的车
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道变换规则，比较真实地实现了车道变换决策的计算机仿真。谭满春等[34]研究了多车道交通系统中车辆换道行驶的微观模型，建立了引导车辆行驶的控制策略，该策略由一系列规则构成，并对规则中的参数进行了灵敏度分析。商蕾等[35]提出新的车辆行为模型。运用面向对象开发语言VC++对模型进行软件实现，将仿真计算结果与已有的实测数据进行对比，取得了较满意的结果。
1.2.3国内外研究评述
在车道变换分类与过程分析方面，国内外学者更倾向于自由式车道变换和强制式车道变换这一划分方式，同时配合需求产生、间隙检测和选择实施三个阶段，可以建立很好的仿真模型。但是传统的车道变换分类方式忽略了车辆所处的交通环境，认为在交通接近饱和时将不可能发生车道变换，这与实际不附。
在车道变换行为特性研究方面，由于车道变换的微观数据难以获取，因此制约了车道变换行为特性研究。国外的数据采集设备比较先进，已经从更为微观的驾驶员生理心里角度来研究车道变换行为。这一方面国内的研究比较落后，主要从理论分析的角度来探讨车道变换行为，研究的基础又是以假设为前提，因此导致了研究结论与实际情况存在偏差。
在车道变换微观模型研究方面，国内外学者研究的都比较多，一般从经典的间隙接受理论角度出发研究自由式车道变换过程，获取其发生的频率以及空间的分布。强制式车道变换由于涉及到驾驶员的性格特性，造成该类车道变换的研究较为困难。但目前的车道变换模型研究大多侧重于需求产生、间隙检测，而却较少研究车道变换对周边车辆的影响及对整个交通流的影响。
在车道变换微观仿真研究方面，国内的交通仿真研究更多的偏重于从系统工程、计算机应用、自动控制等方面去着手，而没有更多的引入交通特性。先前的仿真程序大都使用FORTRAN、C等语言编制。算法复杂、效率低下、计算结果难于输出都是存在的问题。现在，可视化编程技术的兴起，使代码的编写更为简便有效，输出结果更加直观易懂，大大简便了模型仿真的开发。
1.3主要研究内容
根据国内外在该领域的研究现状，确定论文的主要研究内容包括城市道路
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车道变换分类与过程分析、城市道路车道变换行为特性分析、车道变换微观模型及车道变换微观仿真分析。
(1) 城市道路车道变换分类与过程分析
确定车道变换的定义，给出车道变换发生的条件，包括空间条件、时间条件、车辆状态条件以及驾驶员的主观意愿；分析传统车道变换分类方式的不足，针对城市道路上车辆运行的特点，确定更为合理的车道变换分类方法。同时从意图的产生、可行性分析和选择实施三个方面论述车道变换的整个过程。
(2) 城市道路车道变换行为特性分析
针对城市道路条件下车道变换行为特性，进行大量的数据统计分析，从车道变换持续时间、目标车道分布规律和车道变换方向的分布特性三方面展开研究。将其与交通量、车速、车型、道路条件等因素联系起来，力争获取不同车道变换行为的变化规律，并分析这一规律产生的原因。
(3) 城市道路车道变换微观模型
分析仿真建模的一般步骤，从开放式、制约式、协作式三个方面对车道变换模型展开研究。针对开放式和制约式车道变换，考虑驾驶员之间的相互制约关系，应用样条曲线和多项式理论对其进行研究，对于协作式车道变换考虑驾驶员的竞争与合作，应用博弈论模型进行描述，并基于实测数据对车道变换微观模型参数进行标定。
(4) 城市道路车道变换微观仿真分析
在分析微观交通仿真的内容和功能基础之上，设计微观仿真流程，选取计算机编译语言开发仿真程序，实现车道变换过程的图像和数字仿真，并应用实测数据对仿真结果进行验证。
1.4技术路线
根据上述研究方法，论文研究的技术路线框架为：首先对城市道路车道变换分类与车道变换过程进行分析；其次结合实测数据分析城市道路条件下车道变换行为特性；再次按开放式车道变换、制约式车道变换和协作式车道变换研究车道变换微观模型，并标定模型参数；最后通过编写仿真程序对模型的有效性进行验证。论文研究的技术路线如图1-1所示。
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图1-1 论文研究的技术路线
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第2章城市道路车道变换分类与过程分析
车道变换行为会引起交通扰动，影响道路的通行能力和交通流的稳定性、通畅性。尤其是在交叉口进口段或车道数突变等瓶颈路段，高峰时段时，车道变换行为会引起交通拥堵。另外，驾驶员的车道变换行为直接关系到道路交通安全性。因此，车道变换行为研究逐渐引起了关注。
2.1车道变换概述
交通参与者为了更快到达目的地，经常在快速车道和慢速车道之间进行车道变换。鉴于该交通现象的普遍性，因此，提及车道变换每一个交通参与者脑中都会浮现出一定的场景，但是很难清晰的表述该现象。
2.1.1车道变换的定义
国内外专家学者从位置或者控制的角度出发，定义了车道变换的基本概念。杨建国等[21]认为车道变换是一种驾驶行为，当行为前后车身航向角不变，而车身航向线不是同一条线，都称为车道变换。这样的行为称为理论车道变换。理论车道变换的起点固定，其终点可以是除去车道变换前车身航向线上的任何点。
Chovan定义车道变换的基本概念为车辆测向位置有目的的变化，但是没有给出具体的阶段划分[36]。Worrall定义车道变换由以下三个阶段组成：车道变换的前期准备阶段(开始执行动作到车辆到达两车道之间的标线这一过程)、车道变换的执行阶段(车道变换开始与车辆到达两车道之间的标线，截止于车辆离开两车道之间的标线这一过程)、车道变换的持续阶段(由车辆离开两车道之间的标线到变换车道车辆在目标车道上恢复正常行驶状态为止)[3]。
本文所研究的车道变换行为是指车辆由当前车道变换到相邻车道的驾驶行为。车道变换行为描述的是驾驶员由自身驾驶特性，针对周围车辆的车速、间隙等周边环境信息的刺激调整并完成自身驾驶目标策略的综合过程。
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2.1.2车道变换发生的条件
分析车道变换行为产生的条件是分析车道变换行为特性的基础。一般来说，车道变换行为是驾驶员在行车过程中的决策通过车辆所表现出来的一种行为。
车道变换是否发生依赖空间条件、时间条件、车辆状态和驾驶员主观意愿，只有这些条件均具备车道变换行为才发生。
2.1.2.1空间条件空间条件揭示了目标车道是否提供了车道变换的行驶空间，表达了物理上车辆与当前车道和目标车道中其它车辆的几何位置关系[37]。比如车辆在合流、分流和交织路段上行驶，如图2-1所示车道四上的车辆，要想实现正常行驶，就要判断目标车道上是否满足间隙要求。
图2-1 空间条件产生的车道变换需求
2.1.2.2时间条件时间条件表示预测的车道变换时间是否能够得到车辆和环境的支持与驾驶员能力的许可，表明了车辆的运行状态(如速度、加速度)与交通环境的关系。从而在时间上保证驾驶员的感知、决策和操作控制车辆等行为都能够顺利的实现最终达到车道变换的目的。
2.1.2.3车辆状态车辆状态表达了车辆是否具有车道变换的动力支持和操作性能许可。车辆应具有良好的完成车道变换行为的动力支持和转向能力，也就是说车辆状况要与驾驶员完成车道变换的时空条件相匹配，以便从机械上保证在预期的空间和时间条件下顺利安全地完成车道变换行为。
2.1.2.4驾驶员主观意愿主观意愿描述驾驶员是否具有变换车道的主观愿望。即驾驶员在主观上对车辆运行现状不满意，为了寻求更加自由、更加理想的运行条件而产生的车道变换的需求。
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2.2车道变换的分类
车道变换是一个错综复杂的过程。为了更好、更全面的研究车道变换，国内外专家都致力于将车道变换行为划分为不同类型，针对每一种类型分别展开研究。这样既可以化繁为简，同时还可以使研究成果具有普遍适应性。
2.2.1传统的车道变换分类分析
传统的车道变换分类是基于驾驶员意图的，根据追求利益的不同，车道变换行为可分为强制式车道变换和自由式车道变换。
强制式车道变换指具有确定的目标车道，在一定区间内必须实施车道变换的行为，如匝道的分流、合流车辆，交织区车辆等；自由式车道变换是指车辆在遇到前方较慢的车辆时，为了追求更快的车速，更自由的驾驶空间而发生的变换车道行为。这种车道变换与强制式的车道变换的区别在于，即使车辆不变换车道也能在原车道上完成其行驶任务，因此车道变换不是强制性的。
车道变换的分类方式多种多样，除此之外，从车道变换涉及到的车道数可分为单车道变换和多车道变换，从车道变换方向分为左侧和右侧两类，还可以从车道变换的危险程度出发进行分类。传统的车道变换以单个驾驶员为研究对象，忽略了车辆运行时的交通流状态以及驾驶员之间的相互沟通。
根据实地调查发现：随着交通量的增加，车道变换行为从无约束状态下的匀速车道变换，过度到通过调节自身速度和加速度在不影响其他车辆的情况下进行车道变换，当车流接近饱和或道路中车道封锁时，谦让互助等车道变换行为也很普遍。有研究发现：驾驶员在不清楚不理解别的驾驶员的驾驶操作意图时，往往会把其他驾驶员的操作看作是恶意的或是个人的报复行为。但是如果其他驾驶员的意图很明显或是经过交流，则不管别人是恶意的还是较温和的行为，就很少会产生过激行为。因此高密度下的车道变换行为，是通过车辆间的信息交流、协助配合来完成的[19]。
本文根据车辆所行驶的交通环境，由驾驶员之间的相互作用关系将车道变换行为划分为开放式车道变换、制约式车道变换和协作式车道变换。
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电磁感应“导棒-导轨”问题专题 一、“单棒”模型 【破解策略】单杆问题是电磁感应与电路、力学、能量综合应用的体现，因此相关问题应从以下几个角度去分析思考： (1)力电角度：与“导体单棒”组成的闭合回路中的磁通量发生变化→导体棒产生感应电动势→感应电流→导体棒受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→感应电动势变化→……，循环结束时加速度等于零，导体棒达到稳定运动状态。 (2)电学角度：判断产生电磁感应现象的那一部分导体(电源)→利用E N t ?Φ =?或E BLv =求感 应动电动势的大小→利用右手定则或楞次定律判断电流方向→分析电路结构→画等效电路图。 (3)力能角度：电磁感应现象中，当外力克服安培力做功时，就有其他形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其他形式的能。 <1> 单棒基本型 00≠v 00=v 示 意 图 （阻尼式） 单杆ab 以一定初速度0v 在光滑水平轨道上滑动，质量为m ，电阻不计，杆长为L （电动式） 轨道水平、光滑，单杆ab 质量为m ，电阻不计，杆长为L （发电式） 轨道水平光滑，杆ab 质量为m ，电阻不计，杆长为L ，拉力F 恒定 力 学 观 点 导体杆以速度v 切割磁感线产生感应电动势BLv E =，电流 R BLv R E I = =，安培力R v L B BIL F 2 2==，做减速运动：↓↓?a v ，当0=v 时，0=F ，0=a ，杆保持静止 S 闭合，ab 杆受安培力 R BLE F = ，此时mR BLE a =，杆a b 速度↑?v 感应电动势↓?↑?I BLv 安培力 ↓?=BIL F 加速度↓a ，当E E =感时，v 最大， 且2222L B BLIR L B FR v m ==BL E = 开始时m F a = ，杆ab 速度↑?v 感应电动势 ↑?↑?=I BLv E 安培力↑=BIL F 安由 a F F m =-安知↓a ， 当0=a 时，v 最大， 22L B FR v m = 图 像 观 点 能 量 观 点 动能全部转化为内能： 202 1mv Q = 电能转化为动能 W 电2 12 m mv = F 做的功中的一部分转化为杆的动能，一部分产热： 22 1m F mv Q W + = 运动 状态 变减速运动，最终静止 变加速运动，最终匀直 变加速运动，最终匀直
#学术探讨# 现代计量经济学模型体系解析* 李子奈刘亚清 内容提要:本文对现代计量经济学模型体系进行了系统的解析,指出了现代计量经济学的各个分支是以问题为导向,在经典计量经济学模型理论的基础上,发展成为相对独立的模型理论体系,包括基于研究对象和数据特征而发展的微观计量经济学、基于充分利用数据信息而发展的面板数据计量经济学、基于计量经济学模型的数学基础而发展的现代时间序列计量经济学、基于非设定的模型结构而发展的非参数计量经济学,并对每个分支进行了扼要的描述。最后在/交叉与综合0的方向上提出了现代计量经济学模型理论的研究前沿领域。 关键词:经典计量经济学时间序列计量经济学微观计量经济学 一、引言 计量经济学自20世纪20年代末30年代初诞生以来,已经形成了十分丰富的内容体系。一般认为,可以以20世纪70年代为界将计量经济学分为经典计量经济学(Classical Econometrics)和现代计量经济学(Mo dern Eco no metr ics),而现代计量经济学又可以分为四个分支:时间序列计量经济学(Tim e Ser ies Econo metrics)、微观计量经济学(M-i cro-econometrics)、非参数计量经济学(Nonpara-m etric Econometrics)以及面板数据计量经济学(Panel Data Eco nom etrics)。这些分支作为独立的课程已经被列入经济学研究生的课程表,独立的教科书也已陆续出版,应用研究已十分广泛,标志着它们作为计量经济学的分支学科已经成熟。 据此提出三个问题:一是经典计量经济学的地位问题。既然现代计量经济学模型体系已经成熟,而且它们都是在经典模型理论的基础上发展的,那么经典模型还有应用价值吗?是不是凡是采用经典模型的研究都是低水平和落后的?二是现代计量经济学的各个分支的发展导向问题。即它们是如何发展起来的?三是现代计量经济学进一步创新和发展的基点在哪里?回答这些问题,对于正确理解计量经济学的学科体系,对于计量经济学的课程设计和教学内容安排,对于正确评价计量经济学理论和应用研究的水平,对于进一步推动中国的计量经济学理论研究,都是十分有益的。 现代计量经济学的各个分支是以问题为导向,以经典计量经济学模型理论为基础而发展起来的。所谓/问题0,包括研究对象和表征研究对象状态和变化的数据。研究对象不同,表征研究对象状态和变化的数据具有不同的特征,用以进行经验实证研究的计量经济学模型既然不同,已有的模型理论方法不适用了,就需要发展新的模型理论方法。按照这个思路,就可以用图1简单地描述经典计量经济学模型与现代计量经济学模型各个分支之间的关系。 本文试图从方法论的角度对现代计量经济学模型的发展,特别是现代计量经济学模型与经典计量经济学模型之间的关系进行较为系统的讨论,以期对未来我国计量经济学的发展研究提供借鉴和启示。本文的内容安排如下:首先分析经典计量经济学模型的基础地位,明确它在现代的应用价值,同时对发生于20世纪70年代的/卢卡斯批判0的实质进行讨论;然后依次讨论时间序列计量经济学、微观计量经济学、非参数计量经济学以及面板数据计量经济学的发展,回答它们是以什么问题为导向,以什么为目的而发展的;最后以/现代计量经济学模型体系的分解与综合0为题,讨论现代计量经济学的前沿研究领域以及从对我国计量经济学理论的创新和发展 ) 22 ) *本文受国家社会科学基金重点项目(08AJY001,计量经济学模型方法论基础研究)的资助。
双棒模型知识讲解 无外力等距式 1．电路特点棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电 动势. 2．电流特点随着棒2的减速、棒1的加速，两棒的相对速度v2-v1变小， 回路中电流也变小。 3．两棒的运动情况 安培力大小： 两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小. 棒1做加速度变小的加速运动棒2做加速度变小的减速运动 最终两棒具有共同速度 4．能量转化规律系统机械能的减小量等于内能的增加量. 两棒产生焦耳热之比： 5．几种变化： (1)初速度的提供方式不同(2)磁场方向与导轨不垂直(3)无外力不等距式 (4)两棒都有初速度(5)两棒位于不同磁场中
有外力等距式 1．电路特点棒2相当于电源;棒1受安培力而起动. 2．运动分析：某时刻回路中电流： 最初阶段，a2>a1, 3．稳定时的速度差 4．变化 (1)两棒都受外力作用(2)外力提供方式变化 5、有外力不等距式
无外力不等距式 1．电路特点棒2相当于电源;棒1受安培力而加速起动,运动后产生反电动势. 2．电流特点随着棒2的减速、棒1的加速，最终当Bl1v1= Bl2v2时,电流为零,两棒都做匀速运动 3．两棒的运动情况 安培力大小： 两棒的相对速度变小,感应电流变小,安培力变小. 棒1做加速度变小的加速运动棒2做加速度变小的减速运动 4、能量转化规律系统动能→电能→内能 两棒产生焦耳热之比： 5、两棒都有初速度 有外力不等距式 杆1做a渐小的加速运动a1≠a2a1、a2恒定 杆2做a渐大的加速运动I 恒定 某时刻两棒速度分别为v1、v2 加速度分别为a1、a2 经极短时间t后其速度分别为： 此时回路中电流为：
第三章、经典单方程计量经济学模型：多元线性回归模型 一、内容提要 本章将一元回归模型拓展到了多元回归模型，其基本的建模思想与建模方法与一元的情形相同。主要内容仍然包括模型的基本假定、模型的估计、模型的检验以及模型在预测方面的应用等方面。只不过为了多元建模的需要，在基本假设方面以及检验方面有所扩充。 本章仍重点介绍了多元线性回归模型的基本假设、估计方法以及检验程序。与一元回归分析相比，多元回归分析的基本假设中引入了多个解释变量间不存在（完全）多重共线性这一假设；在检验部分，一方面引入了修正的可决系数，另一方面引入了对多个解释变量是否对被解释变量有显著线性影响关系的联合性F检验，并讨论了F检验与拟合优度检验的内在联系。 本章的另一个重点是将线性回归模型拓展到非线性回归模型，主要学习非线性模型如何转化为线性回归模型的常见类型与方法。这里需要注意各回归参数的具体经济含义。 本章第三个学习重点是关于模型的约束性检验问题，包括参数的线性约束与非线性约束检验。参数的线性约束检验包括对参数线性约束的检验、对模型增加或减少解释变量的检验以及参数的稳定性检验三方面的内容，其中参数稳定性检验又包括邹氏参数稳定性检验与邹氏预测检验两种类型的检验。检验都是以F检验为主要检验工具，以受约束模型与无约束模型是否有显著差异为检验基点。参数的非线性约束检验主要包括最大似然比检验、沃尔德检验与拉格朗日乘数检验。它们仍以估计无约束模型与受约束模型为基础，但以最大似然 χ分布为检验统计原理进行估计，且都适用于大样本情形，都以约束条件个数为自由度的2 量的分布特征。非线性约束检验中的拉格朗日乘数检验在后面的章节中多次使用。 二、典型例题分析 例1．某地区通过一个样本容量为722的调查数据得到劳动力受教育的一个回归方程为36 .0 . + = - 10+ 094 medu fedu .0 sibs edu210 131 .0 R2=0.214 式中，edu为劳动力受教育年数，sibs为该劳动力家庭中兄弟姐妹的个数，medu与fedu分别为母亲与父亲受到教育的年数。问
经典计量经济学应用模型 一、单选题 1. 生产函数的要素边际替代率表示的是（ ）。 A ．维持产出不变，增加一单位的某一要素投入，需增加另一要素投入数量 ； B. 维持产出不变，减少一单位的某一要素投入，需增加另一要素投入数量； C ．要素K 对要素L 的边际替代率等于ln()/ln()L K MP K d d L MK ； D ．要素的边际替代率是要素的替代弹性。 2. 两种生产要素的比例的变化率与边际技术替代率的变化率之比叫做 （ ）。 A ．要素的替代弹性 B. 要素的产出弹性 C ．边际技术替代率 D ．技术进步率 3. 下列生产函数中，要素的替代弹性为变量的是（ ） A ．线性生产函数 B. VES 生产函数 C ．C D -生产函数 D ．CES 生产函数 4. 下列生产函数中，要素的替代弹性为∞的是（ ） A ．线性生产函数 B. 投入产出生产函数 C ．C D -生产函数 D ．CES 生产函数 5. 下列生产函数中，要素的替代弹性分别为0和1的是（ ） A ．线性生产函数和C D -生产函数 B. 投入产出生产函数和C D -生产函数 C ．C D -生产函数和线性生产函数 D ．CES 生产函数和投入产出生产函数 6. 狭义技术进步是指（ ）。 A ．生产水平的提高 B. 产品价格的提高 C ．要素质量的提高 D ．管理水平的提高 7. 在C D -生产函数Y AL K αβ=中（ ）。 A ．α和β是产出弹性 B. α和β是边际产出 C ．α和β是替代弹性 D ．A 是要素替代弹性
8. CES 生产函数/12()m Y A K L ρρρδδ---=+中，01ρ<<，1δ越接近于1，表示 （ ）。 A ．资本密集度越高 B. 资本密集度越低 C ．技术进步程度越高 D ．技术进步程度越高 9. 中性技术进步中，希克斯中性进步指的是（ ）。 A ．要素之比/K L 不随时间变化 B. 劳动产出率/Y L 不随时间变化 C ．自资本产出率/Y K 不随时间变化 D ．资本密集度/L K E E ω=随技术 进步变大 10.当需求完全无弹性时，表示（ ） A ．价格与需求量之间存在完全线性关系 B.价格上升速度与需求量下降速度相等 C ．无论价格如何变动，需求量都不变 D ．价格上升，需求量也上升 11. 关于扩展的线性支出系统需求函数模型： (),1,2,,i i i j j j i b q r I p r i n p =+-=∑L 下列说法不正确的是（ ） A ．j γ是第j 种商品的基本需求量 B.i b 是第i 种商品的边际消费向 C ．()j j j I p r -∑是剩余收入用于购买第j 种商品的支出 D ．1i i b ≤∑ 12. 直接效用函数蒋孝勇表示为下列哪一项的函数（ ）。 A ．商品供应量 B. 商品需求量 C ．商品价格 D ．收入 13. 消费函数模型的一般形式为（ ）。 A ．t t t C Y αβμ=++ B. 011t t t C Y C ββμ-=++ C ．1(,)t t t t C f Y C μ-=+ D ．1(,)t t t t C f Y Y μ-=+ 14.下面四种单方程需求模型中，不能用于分析价格队需求量影响的模型时 （ ）。 A ．线性需求函数模型 B. 对数线性需求函数模型 C ．耐用品消费调整模型 D ．状态调整模型
计量经济学题库(超完整版)及答案 一、单项选择题（每小题1分） 1．计量经济学是下列哪门学科的分支学科（C ）。 A ．统计学 B ．数学 C ．经济学 D ．数理统计学 2．计量经济学成为一门独立学科的标志是（B ）。 A ．1930年世界计量经济学会成立 B ．1933年《计量经济学》会刊出版 C ．1969年诺贝尔经济学奖设立 D ．1926年计量经济学（Economics ）一词构造出来3．外生变量和滞后变量统称为（D ）。 A ．控制变量 B ．解释变量 C ．被解释变量 D ．前定变量 4．横截面数据是指（A ）。 A ．同一时点上不同统计单位相同统计指标组成的数据 B ．同一时点上相同统计单位相同统计指标组成的数据 C ．同一时点上相同统计单位不同统计指标组成的数据 D ．同一时点上不同统计单位不同统计指标组成的数据 5．同一统计指标，同一统计单位按时间顺序记录形成的数据列是（C ）。 A ．时期数据 B ．混合数据 C ．时间序列数据 D ．横截面数据 6．在计量经济模型中，由模型系统内部因素决定，表现为具有一定的概率分布的随机变量，其数值受模型中其他变量影响的变量是（）。 A ．内生变量 B ．外生变量 C ．滞后变量 D ．前定变量 7．描述微观主体经济活动中的变量关系的计量经济模型是（）。 A ．微观计量经济模型 B ．宏观计量经济模型 C ．理论计量经济模型 D ．应用计量经济模型 8．经济计量模型的被解释变量一定是（）。 A ．控制变量 B ．政策变量 C ．内生变量 D ．外生变量 9．下面属于横截面数据的是（）。 A ．1991－2003年各年某地区20个乡镇企业的平均工业产值 B ．1991－2003年各年某地区20个乡镇企业各镇的工业产值 C ．某年某地区20个乡镇工业产值的合计数 D ．某年某地区20个乡镇各镇的工业产值10．经济计量分析工作的基本步骤是（）。 A ．设定理论模型→收集样本资料→估计模型参数→检验模型 B ．设定模型→估计参数→检验模型→应用模型 C ．个体设计→总体估计→估计模型→应用模型 D ．确定模型导向→确定变量及方程式→估计模型→应用模型 11．将内生变量的前期值作解释变量，这样的变量称为（）。 A ．虚拟变量 B ．控制变量 C ．政策变量 D ．滞后变量 12．（）是具有一定概率分布的随机变量，它的数值由模型本身决定。 A ．外生变量 B ．内生变量 C ．前定变量 D ．滞后变量 13．同一统计指标按时间顺序记录的数据列称为（）。 A ．横截面数据 B ．时间序列数据 C ．修匀数据 D ．原始数据 14．计量经济模型的基本应用领域有（）。 A ．结构分析、经济预测、政策评价 B ．弹性分析、乘数分析、政策模拟 C ．消费需求分析、生产技术分析、 D ．季度分析、年度分析、中长期分析 15．变量之间的关系可以分为两大类，它们是（）。 A ．函数关系与相关关系 B ．线性相关关系和非线性相关关系
电磁感应中“单、双棒”问题归类例析 一、单棒问题： 1.单棒与电阻连接构成回路： 例1、如图所示，MN 、PQ 是间距为L 的平行金属导轨，置于磁感强度为B 、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中，M 、P 间接有一阻值为R 的电阻．一根与导轨接触良好、阻值为R ／2的金属导线ab 垂直导轨放置 （1）若在外力作用下以速度v 向右匀速滑动，试求ab 两点间的电势差。 （2）若无外力作用，以初速度v 向右滑动，试求运动过程中产生的热量、通过ab 电量以及ab 发生的位移x 。 2、杆与电容器连接组成回路 例2、如图所示, 竖直放置的光滑平行金属导轨, 相距l , 导轨一端接有一个电容器, 电容量为C, 匀强磁场垂直纸面向里, 磁感应强度为B, 质量为m 的金属棒ab 可紧贴导轨自由滑动. 现让ab 由静止下滑, 不考虑空气阻力, 也不考虑任何部分的电阻和自感作用. 问金属棒的做什么运动？棒落地时的速度为多大？ 3、杆与电源连接组成回路 例3、如图所示，长平行导轨PQ 、MN 光滑，相距5.0 l m ，处在同一水平面中，磁感应强度B =0.8T 的匀强磁场竖直向下穿过导轨面．横跨在导轨上的直导线ab 的质量m =0.1kg 、电阻R =0.8Ω，导轨电阻不计．导轨间通过开关S 将电动势E =1.5V 、内电阻r =0.2Ω的电池接在M 、P 两端，试计算分析： （1）在开关S 刚闭合的初始时刻，导线ab 的加速度多大？随后ab 的加速度、速度如何变化？ （2）在闭合开关S 后，怎样才能使ab 以恒定的速度υ =7.5m/s 沿导轨向右运动？试描述这时电路中的能量转化情况（通过具体的数据计算说明）． 二、双杆问题： 1、双杆所在轨道宽度相同——常用动量守恒求稳定速度 例4、两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L 。导轨上面横放着两根导体棒ab 和cd ，构成矩形回路，如图所示．两根 导体棒的质量皆为m ，电阻皆为R ，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B ．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd 静止，棒ab 有指向棒cd 的初速度v 0．若两导体棒在运动中始终不接触，求： （1）在运动中产生的焦耳热最多是多少． （2）当ab 棒的速度变为初速度的3/4时，cd 棒的加速度是多少？ 例5、如图所示，两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感应强度B =0.50T 的匀强磁场与导 B v 0 L a d b
车辆换道模型 换车道行为是驾驶员由自身驾驶特征，针对周围车辆车速、间隙等周边环境信息刺激，调整并完成自身驾驶目标则略的总和过程。包括信息判断和操作执行。 必需要有大量的微观车辆信息作为基础。 目前最常用的是Gipps(1986)年提出的。换道的计算主要以换道概率、换道加速度、可接受间隙等指标反映。换道根据需求和类型可分为强制换道与自由换道。 内容：判断性车道变换 PLC(换道概率)法判断性车道变换是指车辆在遇到前方速度较慢的车辆时为了追求更快的车速、更自由的驾驶空间而发生的变换车道行为。 车辆不变换车道也能在原车道上完成其行驶任务，变道不是强制性的。 自由换道条件下，换道决策是以当前车道和邻接车道的交通条件为基础的。它要考虑期望车道(由驾驶员对速度的喜好等因素决定)、可接受空隙等因素。 适用范围、解决的问题：对处于不满意状态的车辆，由概率分布的方式初始化哪些车辆有换道需求。现在，在PLC 法的应用上，加了限制条件，如车速低于期望车速、汇入时加速汇入。 输入参数、输出参数、参数公式：： 1、间隙检测 安全系数 2 1()2x x x s p f b D b --- s 最小期望间距，p 车长，D 平均减速度，fx 前车位置，bx 主车车速 可接受风险(CORSIM) min max min 2()1/[20*()]i i i D U U D D D D U U DAF NLC v X X -=+--=??- Dmin 可接受的最小减速度；Dmax 可接受的最大减速度；U 风险系数；Ui 风险阈值，确省0.2；DAF [1+(司机类型-0.5)]/FDA ;NLC 变换车道次数；vi 车辆期望运行速度；X 车辆当前位置；X0目标位置。 2、换车道执行
阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根 建立计量经济学模型的步骤和要点 一、理论模型的设计对所要研究的经济现象进行深入的分析，根据研究的目的，选择模型中将包含的因素，根据数据的可得性选择适当的变量来表征这些因素，并根据经济行为理论和样本数据显示出的变量间的关系，设定描述这些变量之间关系的数学表达式，即理论模型。 生产函数就是一个理论模型。理论模型的设计主要包含三部分工作，即选择变量、确定变量之间的数学关系、拟定模型中待估计参数的数值范围。 1、确定模型所包含的变量 在单方程模型中，变量分为两类。作为研究对象的变量，也就是因果关系中的“果”，例如生产函数中的产出量，是模型中的被解释变量；而作为“原因”的变量，例如生产函数中的资本、劳动、技术，是模型中的解释变量。确定模型所包含的变量，主要是指确定解释变量。可以作为解释变量的有下列几类变量：外生经济变量、外生条件变量、外生政策变量和滞后被解释变量。其中有些变量，如政策变量、条件变量经常以虚变量的形式出现。 严格他说，上述生产函数中的产出量、资本、劳动、技术等，只能称为“因素”，这些因素间存在着因果关系。为了建立起计量经济学模型，必须选择适当的变量来表征这些因素，这些变量必须具有数据可得性。于是，我们可以用总产值来表征产出量，用固走资产原值来表征资本，用职工人数来表征劳动，用时间作为一个变量来表征技术。这样，最后建立的模型是关于总产值、固定资产原值、职工人数和时间变量之间关系的数学表达式。下面，为了叙述方便，我们将“因素”与“变量”间的区别暂时略去，都以“变量”来表示。 关键在于，在确定了被解释变量之后，怎样才能正确地选择解释变量。 首先，需要正确理解和把握所研究的经济现象中暗含的经济学理论和经济行为规律。这是正确选择解释变量的基础。例如，在上述生产问题中，已经明确指出属于供给不足的情况，那么，影响产出量的因素就应该在投入要素方面，而在当前，一般的投入要素主要是技术、资本与劳动。如果属于需求不足的情况，那么影响产出量的因素就应该在需求方面，而不在投入要素方面。这时，如果研究的对象是消费品生产，应该选择居民收入等变量作为解释变量；如果研究的对象是生产资料生产，应该选择固定资产投资总额等变量作为解释变量。由此可见，同样是建立生产模型，所处的经济环境不同、研究的行业不同，变量选择是不同的。 法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。． 阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根 其次，选择变量要考虑数据的可得性。这就要求对经济统计学有透彻的了解。计量经济学模型是要在样本数据，即变量的样本观测值的支持下，采用一定的数学方法估计参数，以揭示变量之间的定量关系。所以所选择的变量必须是统计指标体系中存在的、有可靠的数据来源的。如果必须引入个别对被解释变量有重要影响的政策变量、条件变量，则采用虚变量的样本观测值的选取方法。
管理纵横 Sw eeping over the m anag ement 换车道模型研究 谢 寒 (西南交通大学交通运输学院 610031) 摘 要换车道模型是研究微观交通流的基础模型之一。由于换车道所涉及的因素较多,与跟驰模型相比较发展相对滞后。本文简单介绍了目前使用比较多的Gipps、M IT SIM、CORISM、SIT RAS以及CA等换车道模型,以期对换车道模型的深入研究有一定启发。 关键词智能交通;换车道模型;Gipps;M IT SIM;CORSIM;SIT RAS;CA 换车道模型和车辆跟驰模型是微观交通仿真的重要组成部分,也是智能交通的组成部分。相对于跟驰模型而言,换车道模型的发展相对较为滞后。为了换车道模型的进一步发展,本文通过对常用的换车道模型研究进展进行系统的评价,以期对换车道模型的深入研究有一定帮助。 1 换车道模型研究 1.1 G ipps模型。G ipps模型是最早提出的换车道模型,由Gipps P.D.(1986)提出的,建立在有障碍(信号灯、障碍物等)情况下。模型中换车道行为分为产生意图、探测条件、动作实施三个部分。整个过程为:!当前地点堵塞或是有大车,存在可以变换的车道,驾驶员产生换道的意图。?检测换道条件,采用可接受间隙模型即在进行换道的时候换道车辆与目标车道的前车、后车之间必须要有足够的间隙以保证不会发生事故,换道才有可实施的可能性。#只有前面的条件都满足的时候,才能进行换道的行为。在换道实施的过程中采用的是刹车减速的行为。显然G ipps模型只考虑了有障碍的情况下的换道行为,在实际换道行为中除了有障碍的情况还有无障碍的情况下驾驶员也会实施换道行为。这种情况在M IT SIM模型中被首次提出,并对换车道行为方式提出了一个相对较好的划分。 1.2 M IT SIM模型。M IT SIM(M Icroscopic T raffic SIM ula to r)模型是Q.Y ang和H.N.Ko utso po ulos(1996)提出的。该模型框架基于Gipps模型框架,同时对Gipps进行了一个补充和发展。 在M IT SIM模型中一个重要的发展就是首次把换道行为分为强制性换车道(M andator y L ane Changing,M LC)和判断性换车道(Discr et ionary L ane Changing,DLC)两种。强制性换车道定义为当车辆进入出口匝道,经过一个堵塞路段、避免进入禁止使用路段以及断头路等情况下发生的换车道行为。M IT SIM模型就换道的框架基本上采用的是Gipps的模型框架,只是在部分上有所不同,如意图产生方面分为判断性换车道和强制性换车道。对判断性换车道采用期望速度,也就是在换道车前方有车辆的情况下,换道车达不到理想的期望速度时,如果通过换道可以达到期望速度,换道车驾驶员就会产生换道的意图。强制性换车道则采用的是Gipps模型的方法。M IT SIM模型提出的换车道行为的分类从实际情况来看有一定的合理性,把G ipps模型归类为强制性换车道模型,这也是一种进步。至今对换车道行为的分类大多还是采用这种分类。但是这种划分只是考虑换道车自身的情况,而没有把与换道车有相互影响的其他车辆一起考虑,这也是一种遗憾。 1.3 COR ISM模型。CO RISM(COR ridor t raffic SIM ula t ion)模型是由美国联邦公路署(FH W A,1998)开发的,最早由Ha lati(1997)等人提出,整个模型采用的是M IT SI M的模型框架。由于是公路署开发的软件,整个软件综合了用于高速公路(FR ES IM)和城市道路(N ET SIM)的模型。 1.4 SIT R AS模型。SIT RA S(Simulat ion of Int elligent T RA nspo rt Sy stems)模型是由H idas(2002)提出来的一个基于人车单元的智能化的仿真系统,主要对交通系统在堵塞、事故的情况下进行分析和管理的模型。在该模型中采用了M ulti-ag ent智能主体,同时对换车道的方式进行了划分。 1.5 CA换车道模型。CA模型最初由W olfram提出,通过 简单的微观局部规则揭示了自然发生的宏观行为,是目前研究时空离散的理想物理模型。CA模型最基本的组成包括4个部分:元胞(cell)、元胞空间(latt ice)、邻域(neig hbo r)及更新规则(rule)。 模型具有时间离散等距、空间离散齐性、状态离散有限、计算同步并行、更新规则局部以及变量维数无限等特征。因此CA模型被广泛应用于各个领域。其改进首先运用到单车道道路交通研究中建立了N S模型。N S模型是N agel和Schr eckenber g(1992)提出的,用于单车道道路交通的研究中。 N S模型采用把一段路分成长为L的多个元胞,每个元胞描述成一辆车或几辆车,或者几个元胞组成一辆车。元胞或是空的,或显示为其所包含的车速。每辆车的从左到右在一根车道上以预设边界条件移动,在每个离散事件步骤t?t+1,系统根据以下加速规则、减速规则、随机选择以及更新位置四条简单规则运行。规则中采用、(可接受的换道车n的速度、位置)、(换道车最大速度)以及(换道车n前方的空的元胞数量)来进行控制。 2 评价 以上仿真模型是几种较为常见的模型,每种都有自己的优缺点。通过对模型不足的补充和修正,使得换车道模型得到了长足的发展,同时还不断地引入新的方法来建立更为合理的模型。目前的模型框架大多还是采用G ipps模型框架,虽然随着计算机技术的进一步发展,大规模的计算可以达到,但是考虑到模型的运行时间这个重要特性,换车道模型还是需要进行大量的简化考虑。 同时在换车道行为中也涉及到一个重要的因素即驾驶员的因素,这个因素含有人为因素不容易界定,这也是让换车道模型的发展滞后的重要原因。随着人类对自身的认识以及模糊数学的建立,很多人类行为得到一定的界定。 3 结语 本文介绍了G ipps、M IT SIM、CORSIM、SIT RA S、M ult i-A gent、CA等换车道模型,并对其及发展进行了客观评述。通过这些评述可以清楚地了解到换车道模型发展至今有了很大的进步,但是也还存在着很多的不足,这也是多方面原因造成的。特别存在的大矩阵的运算方面还有待计算机技术的进一步发展。随着智能交通的进一步发展以及计算机技术的进步,在实时控制和预测方面也将会有进一步的发展。 参考文献 [1]徐英俊.城市微观交通仿真车道变换模型研究[D].吉林大学,2005. [2]H alati A.,Lieu H.,Walker S..CORSIM-Cor ridor T raffic Si mula tion M odel[C].Pr oceedings of the T raffic Congestion and T raffic Safety in the21st Century Conference.1997:570-576. % 5 %
多元线性回归模型 一、建立模型 社会物流总费用受多种综合因素的影响，如运输费用、仓储费用、包装费用、装卸搬运费用、流通加工费用、信息处理费用等，而其中最重要的因素就是运输费用和仓储费用，即运输费用和仓储费用与社会物流总费用之间存在单方向的因果关系；由此，我们可设以下回归模型：Yi=b0+b1*x1i+b2*x2i+ ui 现在以中国1995年至2004年物流总费用占GDP比例（%）的资料进行回归分析，并对估计模型进行检验。 1995年至2004年物流总费用占GDP比例（%） 在Eviews中新建工作簿，定义变量“商品价格”（x1）、“消费者人均月收入”（x2）及“商品需求量”（y），并输入相关数据，得出相应散点图如下： ①x1 与y 的散点图为：
②x2与y 的散点图为： 由两张散点图不能明确的看出x1、x2与y之间存在线性关系，故通过Eviews 软件计算，得出估计模型的参数结果如下：
由以上数据可知回归方程为： Y=11.57032+0.405599*x1 +0.794365*x2 （5.07） （2.67） （7.69） 1499.02=R 8909.02=R 37.62689=F 二、模型检验 1、 经济意义检验： ①b0=11.57032，在运输费用与仓储费用接近于零时，仍存在其他物流费用；②b1=0.405599，说明运输费用与社会物流总费用之间存在正的线性关系，运输费用每增加1%，社会物流总费用增加0.405599% ③b2= 0.794365，说明仓储费用与社会物流总费用之间存在正的线性关系，仓储费用每增加1%，社会物流总费用增加0.794365% 2、计量经济学检验： ①拟合优度检验：本模型的拟合优度系数为0.914898，表明本模型具有较高的拟合优度，x1、x2对y 的解释能力较好； ②变量的显著性检验（t 检验）：方程的截距项和斜率项的t 检验值分别为5.07、2.67、7.69，均大于5%显著性水平下自由度为n-2=8的临界值t0.025(8)=1.860，模型参数估计显著，拒绝原假设H0； ③方程的显著性检验（F 检验）：有上图可知，F-statistic =37.62689；Prob(F-statistic)
第五章 单方程计量经济学应用模型 一、填空题： 1．当所有商品的价格不变时，收入变化1%所引起的第i 种商品需求量的变化百分比叫做需求的 。 2．对于生活必需品，需求的收入弹性i E 的取值区间为 ，需求的自价格弹性的取值区间为 。 3．当收入和其他商品的价格不变时，第j 种商品价格变化1%所引起的第i 种商品需求量的变化百分比，叫做需求的 。 4．替代品的需求互价格弹性ij E 0；互补品的需求互价格弹性 ij E 0；无关商品的需求 互价格弹性 ij E 0。 5．吉芬商品的需求自价格弹性 0。 6．西方国家发展的需求函数模型的理论模型，是由 函数在 最大化下导出的。而对数线性需求函数模型和线性需求函数模型则是由 拟合得到的。 7．在线性支出系统需求函数模型 )(∑-+ =j j j i i i i r p V p b r q 中，V 表示总 ，i r 表示第i 种商品的 需求量，i b 表示第i 种商品的边际 份额。 8．在扩展的线性支出系统需求函数模型 )(∑-+ =j j j i i i i r p I p b r q 中，I 表示 ，i r 表示第i 种商 品的 需求量，i b 表示第i 种商品的 消费倾向。 9．在绝对收入假设消费函数模型C Y Y t t t t =+++αββμ012 （t T =12,,,Λ）中，参数a 表示 ， 且a 0； t t Y C 10ββ+=，参数b 1＜0，表示递减的边际消费倾向。 10．在绝对收入假设消费函数模型 C Y Y t t t t =+++αββμ012 （t T =12,,,Λ）中，参数b 1 0，以反映边际消费倾向 规律。
微观计量经济学模型（Model of Microeconometrics ） 1.1 Generalized Linear Mod els Three aspects of the linear regression model for a conditionally normally distributed response y are: (1) The linear predictor βηT i i x = through which )|(i i i x y E =μ. (2) i i x y | is ),(2σμi N (3) i i ημ= GLMs: extends (2)and(3) to more general families of distributions for y. Specifically, i i x y | may follow a density: ? ??+???-=);()(exp ),;(φφθθφθy c b y y f θ:canonical parameter, depends on the linear predictor. φ:dispersion parameter, is often known. Also i η and i μ are related by a monotonic transformation, i i g ημ=)( Called the link function of the GLM.
Selected GLM families and their canonical link 1.2 Binary Depend ent Variables Model: n i x F p x y E T i i i i ,......2,1),()|(===β In the probit case: F equals the standard normal CDF In the logit case: F equals the logistic CDF Example: (1)Data Considering female labor participation for a sample of 872 women from Switzerland. The dependent variable: participation The explain variables: income,age,education,youngkids,oldkids,foreignyesandage^2. R: library("AER")
1、计量经济学 计量经济学是一门从数量上研究物质资料的生产、交换、分配、消费等经济关系和经济活动规律及其应用的科学。 2、数据质量 数据满足明确或隐含需求程度的指标 3、相关分析 主要研究变量之间的相互关联程度，用相关系数表示。包括简单相关和多重相关（复相关）。 4、回归分析（Regression Analysis） 研究一个变量（因变量）对于一个或多个其他变量（解释变量）的数量依存关系。其目的在于根据已知的解释变量的数值来估计或预测因变量的总体平均值。 5.内生变量 指由模型系统内决定的变量，取值在系统内决定 6、面板数据 时间序列数据和截面数据的混合 7.异方差: 总体回归函数中的随机误差项满足同方差性，即它们都有相同的方差。如果这一假定不满足，则称线性回归模型存在异方差性。 8.自相关 自相关是在时间序列资料中按时间顺序排列的观测值之间的相关或在横截面资料中按空间顺序排列的观测值之间的相关 9.多重共线性 解释变量之间存在完全的线性关系或近似的线性关系。解释变量存在完全的线性关系叫完全多重共线；解释变量之间存在近似的线性关系叫不完全多重共线。 10.虚拟变量 虚拟变量：在建立模型时，有一些影响经济变量的因素无法定量描述 构造只取“0”或“1”的人工变量，通常称为虚拟变量，记为D 11.平稳序列 是指时间序列的统计规律不会随着时间的推移而发生变化。
12.伪回归 所谓“伪回归”，是指变量间本来不存在相依关系，但回归结果却得出存在相依关系的错误结论。 13.协整 所谓协整，是指多个非平稳变量的某种线性组合是平稳的 14.前定变量 所有的外生变量和滞后的内生变量。前定变量=外生变量＋滞后内生变量＋滞后外生变量 15.恰好识别 恰好识别：能够唯一地估计出结构参数值。 16.结构式模型 体现经济理论中经济变量之间的关系结构的联立方程模型，称为结构式模型17.过度识别 过度识别：结构参数的估计值具有多个确定值 18.自回归模型 自回归模型：指模型中的解释变量仅是X 的当期值与被解释变量Y 的若干期滞后值，它由于被解释变量的滞后期值对被解释变量现期做了回归，故叫做自回归模型。 利用前期若干时刻的随机变量的线性组合来描述以后某时刻随机变量的线性回归模型。 19.拟合优度2R:拟合优度检验：指检验模型对样本观测值的拟合程度 20.修正的拟合优度2R 二、.
::道路与交通工程 Road&Traffic Engineering 道路微观交通仿真中换道行为模型的研究与实现 陈晶，孙旭飞，田东黎 （福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108） 摘要：建立了描述车辆换道意图的产生、选择合适车道和实施换道行为的车道变换模型。运用车辆运动学理论，以换道车辆为目标，给岀了目标车辆与邻近车辆的最小安全距离间隙接受模型和车辆换道实施过程的运动模型，并应用到程序设计中，利用基于VC++上建立的交通仿真系统动态地显示非强制换道行为的效果。与VISSIM软件基于规则的换道模型相比，加入驾驶特性的影响和优化原来固定的安全距离,研究结果相对更优。 关键词：道路；微观交通仿真；换道行为；目标位置；最小安全距离 中图分类号：U412.1文献标志码：B文章编号:1009-7767（2019）01-0028-04 Research and Implementation of Simulated Lane Change Behavior Model of Road Micro Traffic Chen Jing,Sun Xufei,Tian Dongshen 智能交通系统（Intelligent Transport System,以下简称为ITS）在交通运输系统发展过程中占据重要地位。由于交通运输系统的不可复制性，交通仿真模型成为ITS中交通分析的重要方法之一，而作为交通仿真的核心部分，车辆行为模型也在ITS中发挥着重要作用m。车辆行为模型包括跟驰行为模型和换道行为模型，其中换道行为模型的质量优劣直接影响着交通仿真模型的效果与性能。与已趋于成熟的跟驰行为模型相比，换道行为模型研究则相对落后回。由于在换道过程中存在运动学过程较为复杂、驾驶员的驾驶特性难以量化、微观数据难以获取等问题，笔者拟从运动学角度对车辆换道行为模型进行分析，从驾驶员的决策过程分析最小安全距离和换道行为实施的运动模型。通过在微观仿真系统上动态显示换道行为的仿真效果，来验证换道行为模型的准确性，并提高微观仿真系统的精度。 1换道行为分类 道路上车辆换道行为是一种普遍且常见的交通现象。车辆换道是指当前道路不止1个车道时,车辆由于某种需求从当前车道变更到相邻车道的驾驶行为。换道行为是指根据驾驶员特性以及对周围交通状况的实时信息（车速、位置等）判断,调整驾驶目标策略的综合过程。换道行为根据换道产生的需求大致可以分为2类：强制换道、非强制换道。强制换道是指车辆为了到达目的地而采取的变道行为，具有确定的目标车道、在一定行驶区域内必须换道的特点；非强制换道又称为自由换道，是指目标车辆在遇到当前车道前车速较慢时，为了追求期望车速以及更大的驾驶空间或为了正常驾驶避开即将驶入安全距离的后车而产生的换道行为。笔者主要研究非强制换道行为。 2换道行为模型研究 换道行为通常被分为：产生换道意图、选择合适车道和换道行为实施2T。其中选择合适车道可以视为分析车辆换道行为可行性的过程，它将最终决定换道行为是否实施。 2.1产生换道意图 在不同的交通流密度下，由于每个驾驶员对当前车辆的期望车速要求不同，这个期望车速主要受车辆的机械特性、驾驶员的驾驶特性和交通规则的影响。车辆在道路行驶时，由于当前车道前车的速度过慢，导致车辆的行驶速度低于期望车速时,便会产生换道需求。但是这个需求不是必须的，而是为了获取更理想的行驶方式而采取的换道行为。只有当选择的目标车道确认换道行为可行时，换道才可实施，否则车辆会继续在原车道减速行驶冋。 28彳苯技水2019No.l(Jan.)Vol.37