交通流的随机因素与弦稳定性：基于车辆跟驰模型的分析与数值研究

交通不稳定性的涌现动力学一直备受关注。几十年来，研究人员使用确定性交通模型研究交通流的稳定性，较少强调随机因素的存在。然而，最近的经验和理论发现表明，随机因素倾向于使交通流不稳定，并激发交通振荡的凹形增长模式。在本文中，我们通过广义 Lyapunov 方程推导了一般随机连续车辆跟驰模型的弦稳定性条件。我们确实发现，随机性的存在使交通流不稳定。随机性的影响既取决于对间距的敏感度，也取决于对速度差的敏感度。对三种典型车辆跟驰模型进行了数值模拟，以验证我们的理论分析。最后，我们利用经验数据对随机车辆跟驰模型进行了标定和验证。发现随机车辆跟驰模型能够再现观测到的交通不稳定性，并捕捉交通振荡的凹形增长模式。我们的结果在理论和数值上进一步强调了随机因素对交通动力学具有显著影响。