交通流宏微觀模型在城市道路交通中的應(yīng)用及實(shí)測分析.pdf

1、我國是一個(gè)人口眾多的國家，隨著近年來經(jīng)濟(jì)的高速增長和人民生活水平的提高，以及城鎮(zhèn)化政策的實(shí)施，我國的機(jī)動(dòng)車數(shù)量在急劇增加，城市交通量因而迅速增大，交通的一系列負(fù)面因素如事故，擁堵，環(huán)境污染越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，我國每年因交通擁堵造成的GDP損失高達(dá)5％-8％。 解決交通問題不能只依靠盲目地增加交通設(shè)施，對(duì)交通科學(xué)地管理和規(guī)劃實(shí)為當(dāng)務(wù)之急，而這些必須建立在對(duì)交通問題作科學(xué)研究的基礎(chǔ)上。各國專家學(xué)者們對(duì)于交通問題的研究開展已久，

2、并取得了很多重要的成果，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。我國每年在交通建設(shè)方面都投入巨資，交通流研究也開始引起關(guān)注并得到重視。 交通流研究是一個(gè)涉及物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、工程、環(huán)境等許多學(xué)科的交叉邊緣學(xué)科，本文的工作主要著眼于城市的交通問題，運(yùn)用交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型和各向異性流體力學(xué)模型，模擬和分析城市交通中一些有特點(diǎn)的交通狀況： (一)行人自助紅綠燈(或稱行人自助紅綠燈)是一類比較特殊的紅綠燈，它對(duì)主干道交通的影響有別于普通紅綠燈

3、。因?yàn)榇┰街鞲傻赖男腥肆魉俣嚷?，可壓縮性大，隨機(jī)性強(qiáng)，普通紅綠燈應(yīng)用于此將有很多缺點(diǎn)。行人自助紅綠燈的觸發(fā)有隨機(jī)性，因此主干道的連續(xù)車流會(huì)被隨機(jī)地阻斷，引起間斷流。本文工作之一是應(yīng)用NaSch模型模擬和分析行人自助紅綠燈在城市主干道中的影響，并對(duì)模擬的結(jié)果進(jìn)行了分析，行人觸發(fā)概率是一個(gè)重要的參數(shù)，它影響著主干道車流從自由流到隨機(jī)截?cái)嘣俚街芷诮財(cái)嗟倪^程。 (二)在實(shí)際的城市交通流中，車長也是影響交通的因素之一，因此，有一些學(xué)者引入

4、了多元胞的交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型，即不是一輛車占據(jù)一個(gè)格點(diǎn)，而是一輛車占據(jù)其前進(jìn)方向上連續(xù)的若干個(gè)格點(diǎn)，這樣更易于模擬城市交通中復(fù)雜的車輛行為。我們對(duì)雙車道情況的多元胞NaSch模型進(jìn)行了數(shù)值模擬和分析，發(fā)現(xiàn)車長因素對(duì)模型的影響至少有兩方面：一是車長過長時(shí)，因速度值太大引起車輛延遲作用的減弱，導(dǎo)致出現(xiàn)類似VDR模型的亞穩(wěn)態(tài)；二是車流擾動(dòng)效應(yīng)的凸現(xiàn)，產(chǎn)生的影響是換道車輛對(duì)整體流量的微擾作用加劇引起流量的減小。 (三)本文還利用各向異