李振福， 张浩轩， 刘依源， 代明鹤

(1. 大连海事大学交通运输工程学院， 辽宁 大连 116026；2. 大连海事大学综合交通运输协同创新中心， 辽宁 大连 116026)

北极冰区的航行环境十分恶劣，特别是当船舶航行在重冰区海域时，需要破冰船通过破除航道中的浮冰来辅助船舶航行，船舶往往以船队的形式跟航，且要充分把握船舶在冰区特殊环境下与前船的距离，做好恶劣环境下的风险评估。在实际的极地航行中，风险评判往往需要驾驶员凭借经验进行分析与估计，这样会增大船舶在行驶过程中的碰撞风险。北极冰区航行的船舶以单船或船队的形式在破冰船后进行跟航，后船无法追越前船，这与城市道路交通中的单一车道相类似。道路交通中研究避免前后车辆碰撞的模型较多，其中最典型的就是利用跟驰理论进行分析。

跟驰理论最早应用在道路交通研究领域，是运用动力学方法探求车辆队列在无法超车的单一车道上行驶时，后车跟随前车的行驶状态，研究相邻两车间的相互作用，并用数学模式加以分析阐明的一种理论。Reuschel和Pipes首先从运动学的角度对相互移位的中途车流进行动力学分析[1-2]。Gazis等进一步讨论了各种非线性的交通流量跟踪模型[3]。Gipps构造一种新的跟驰车辆响应新模型，用以体现交通流的真实情况[4]。曲大义等认为前导车和道路环境等因素会影响车辆跟驰行为，将车辆抽象成相互作用的分子，并基于分子动力学理论构建相互作用势函数，建立出基于该函数的分子跟驰模型[5]。……