10月15日下午13:30-15:30,第510期同路人学术论坛于交通学院(通达馆)103会议室成功举行。本次讲座的主题为:Random Car-following Theory。讲座邀请了来自蒙纳士大学的Dong Ngoduy副教授为大家带来了精彩的报告。

Prof. Dong Ngoduy于2006年在荷兰代尔夫特理工大学获得交通流理论与仿真方向博士学位。自2020年起,他担任澳大利亚蒙纳士大学土木工程系交通工程学科主任。此前,他曾任新西兰坎特伯雷大学交通工程教授(2017–2020),以及英国利兹大学空间建模与动力学研究组(SMAD)负责人(2016–2017)。

Ngoduy副教授自2022年起担任《IET Intelligent Transport Systems》副主编,自2016年起担任《Transportmetrica Part A: Transport Science》副主编,自2012年起担任《Transportmetrica Part B: Transport Dynamics》副主编,并将在2025年担任《Transportation Research Part C》的特邀主编。他还曾是英国研究委员会(UK Research Council)评审专家组的成员。
他的科研成果卓越,曾获英国研究委员会高级研究员奖(2011–2016),并自2020年以来连续入选全球前2%顶尖科学家榜单。Ngoduy教授的研究方向包括:车联网与自动驾驶(Connected and Autonomous Vehicles)、交通流理论与仿真、交通数字孪生(Transport Digital Twins)以及城市交通网络优化等。他已发表学术论文100余篇,主要发表于《Transportation Research Part A, B, C, E》以及《IEEE Transactions》系列期刊。

交通稳定性分析是揭示交通流状态的重要理论工具,这一分析需要建立能够真实反映实际交通状况的跟驰模型。然而,现有的跟驰模型通常将驾驶动力学理想化,忽略了随机性与延迟效应,从而导致分析结果存在偏差。尽管近期已有研究分别针对随机系统或延迟系统进行了稳定性分析,但两者的耦合效应——即更贴近真实交通情境的情况——仍然鲜有深入探讨。
Ngoduy副教授通过在跟驰模型中引入基于 Wiener 过程的加性与乘性噪声,以及多类别延迟因素,并利用李雅普诺夫(Lyapunov)方法推导相应的稳定性条件。由此,将稳定性分析从传统的无延迟随机系统拓展至含延迟系统,实现了方法论上的根本转变——从随机微分方程(SDE)到随机延迟微分方程(SDDE)的过渡。
此外,与以往主要聚焦长波稳定性的研究不同,Ngoduy副教授将欧拉公式应用于 SDDE,以考察全波长范围内的稳定性条件,从而能够系统比较长波与短波稳定性的差异。为进一步刻画驾驶行为中潜在的时间相关加速度噪声,本研究扩展了随机性的内涵,引入了持续估计误差(persistent estimation errors),并通过基于线性矩阵不等式(LMI)的数值方法推导其稳定性条件。
最后,Ngoduy副教授通过数值实验与仿真验证了理论判据的有效性,并结合随机延迟 OVM、FVDM 与 IDM 模型的参数设定,探讨了速度振荡与交通安全风险的机制。结果显示,随机性与延迟均具有使系统不稳定的作用:随机噪声主要在低速短波区域影响显著,而延迟对全波长范围均产生不稳定效应。此外,驾驶员的估计误差会削弱均方稳定性,其持续时间越长,对系统稳定性的负面影响越大,但边际效应逐渐减弱。
本研究的创新之处在于,将交通稳定性分析拓展至随机延迟系统,并提供了可推广至其他延迟类型与控制模式的通用分析框架。相应的理论推导与数值分析,有望为建立更贴近现实的交通稳定性条件提供依据,并揭示潜在的驾驶行为机理。
最后,Ngoduy副教授详细解答了现场参会师生关于讲座内容的相关问题。