本文關(guān)鍵詞：基于三相交通流理論的雙車道交通流臨界特征研究

  更多相關(guān)文章： 雙車道交通 三相交通流 臨界特征 元胞自動機(jī) 換道可能性

【摘要】：本文是在三相交通流理論框架下利用元胞自動機(jī)模型對于高速公路交通流進(jìn)行的研究。研究要點(diǎn)概括如下:(1)首先介紹了交通流理論研究的背景和研究方法,比較了基本圖方法和三相交通流理論區(qū)別與聯(lián)系,并對三相交通流理論的基本假設(shè)和各種交通相的臨界特征做了詳細(xì)地闡述。(2)通過描述幾個經(jīng)典的三相交通流理論框架下的元胞自動機(jī)模型,從實(shí)際交通具體現(xiàn)象以及理論分析兩個角度指出了上述模型存在的局限性,進(jìn)而建立了一個新的元胞自動機(jī)模型。該模型將道路交通流運(yùn)行分為考慮安全條件下的速度適應(yīng)行為與車輛擾動兩個部分。在速度適應(yīng)行為中引入了線性同步作用距離的概念,同步作用距離范圍內(nèi)的速度適應(yīng)行為使得車流保持穩(wěn)定行駛,達(dá)到穩(wěn)定的同步交通流;車輛擾動部分主要考慮車輛的反應(yīng)延遲對于交通流影響,車輛在保持當(dāng)前行駛狀態(tài)超過一定的時間后,則駕駛員會對外界的刺激變得不靈敏,進(jìn)而產(chǎn)生過度加速或者減速的擾動。在對上述模型進(jìn)行數(shù)值模擬前,我們計算了模型的穩(wěn)態(tài)解,其結(jié)果類似于一些經(jīng)典的三相交通流元胞自動機(jī)模型。數(shù)值模擬的結(jié)果表明:該模型可以模擬出自由流相、同步流相、寬運(yùn)動堵塞相以及相關(guān)一階相變現(xiàn)象;虛擬探頭測得的數(shù)據(jù)符合三相交通流的各種基本假設(shè)和分析;對處于同步流時的交通流變量進(jìn)行自相關(guān)和互相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)不存在長程的相關(guān)關(guān)系,符合同步流的基本假設(shè)。因此我們認(rèn)為該模型是一個三相交通流理論框架下的元胞自動機(jī)模型。(3)在上述單車道DS模型的基礎(chǔ)上,我們提出了雙車道交通流模型。實(shí)際交通中,多車道對比單車道行駛的主要區(qū)別是各種交通狀況下的換道行為,因而研究多車道交通的重點(diǎn)之一在于研究換道規(guī)則對于道路交通流產(chǎn)生的影響。在本文中,我們建立的換道規(guī)則是一種非對稱的換道規(guī)則,分為換道條件和安全距離兩個部分。在參考Kerner對于多車道三相交通流中關(guān)于換道引發(fā)相變的假設(shè)上,我們參考并定義了換道可能性的概念,利用換道可能性研究換道行為對于道路交通流的影響。結(jié)果表明自由流時車輛的換道可能性始終大于同步流相;而同步流相換道可能性隨機(jī)分布一個二維區(qū)間中;在寬運(yùn)動堵塞區(qū)域,換道可能性大量減低并趨向于0。該結(jié)果滿足Kerner關(guān)于換道行為與道路交通流相變特征關(guān)系的假設(shè)。由此可以證明換道可能性的大量降低是導(dǎo)致相變的原因之一。之后我們利用車輛的時空軌跡從微觀的角度分析了換道行為對于道路交通流的影響,發(fā)現(xiàn)換道行為對于雙車道交通存在著雙重作用:能夠維持車流狀態(tài)或?qū)е陆煌ㄆ款i處產(chǎn)生擁堵的擾動,進(jìn)一步闡明了換道與相變之間的聯(lián)系。
【關(guān)鍵詞】：雙車道交通 三相交通流 臨界特征 元胞自動機(jī) 換道可能性
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U491
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 交通流理論研究意義10
• 1.2 交通流變量和測量10-12
• 1.2.1 交通流變量10-11
• 1.2.2 交通流變量實(shí)測方法11-12
• 1.3 交通流理論簡介12-14
• 1.3.1 元胞自動機(jī)模型12-13
• 1.3.2 車輛跟馳模型13-14
• 1.4 本文主要工作14-15
• 2 三相交通流理論介紹及其相關(guān)內(nèi)容15-25
• 2.1 三相交通流理論簡介15-21
• 2.1.1 基本圖理論及其局限性15
• 2.1.2 三相交通流的基本假設(shè)15-18
• 2.1.3 三相交通流理論的相變特征18-21
• 2.2 三相交通流理論體系下的幾個經(jīng)典模型21-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 3 考慮駕駛員敏感性的CA模型25-35
• 3.1 模型規(guī)則的建立與穩(wěn)態(tài)解討論25-29
• 3.1.1 模型規(guī)則及相關(guān)討論分析25-28
• 3.1.2 DS模型的穩(wěn)態(tài)解分析28-29
• 3.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析29-33
• 3.3 本章小結(jié)33-35
• 4 雙車道三相交通流CA模型35-41
• 4.1 換道相關(guān)的討論以及換道規(guī)則35-36
• 4.1.1 換道規(guī)則的重要性及其討論35-36
• 4.1.2 雙車道換道規(guī)則36
• 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果36-40
• 4.2.1 車輛換道可能性與一階相變37-39
• 4.2.2 換道的雙重作用39-40
• 4.3 本章小結(jié)40-41
• 5 總結(jié)和展望41-43
• 5.1 本文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)41
• 5.2 本文的研究展望41-43
• 致謝43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果47

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐偉民,熊烈強(qiáng);與車輛跟馳理論統(tǒng)一的一維交通流動力模型研究[J];武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2001年04期

2 徐偉民,熊烈強(qiáng);與車輛跟馳理論統(tǒng)一的一維交通流動力模型研究[J];交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息;2002年01期

3 馮蔚東,陳劍,賀國光,劉豹;交通流中的分形研究[J];高技術(shù)通訊;2003年06期

4 俞潔,楊成斌;交通流理論發(fā)展分析[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年02期

5 楊瑞,李洋,呂文超;城市干路交通流實(shí)施混沌智能控制方法的研究[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2004年10期

6 李松;賀國光;張杰;;基于交通流灰色關(guān)聯(lián)熵的交通流無序轉(zhuǎn)化研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2010年01期

7 馮蔚東,賀國光,劉豹;交通流理論評述[J];系統(tǒng)工程學(xué)報;1998年03期

8 袁振洲,李巍屹;加強(qiáng)動態(tài)交通流分配理論與方法研究的論述[J];科技導(dǎo)報;2000年09期

9 張鵬,劉儒勛;交通流問題的有限元分析和模擬(Ⅰ)[J];計算物理;2001年04期

10 王曉原,雋志才,賈洪飛,樸基男;交通流突變分析的變點(diǎn)統(tǒng)計方法研究[J];中國公路學(xué)報;2002年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張鵬;戴世強(qiáng);劉儒勛;;多等級交通流中的非線性波及其數(shù)值模擬[A];第十七屆全國水動力學(xué)研討會暨第六屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集[C];2003年

2 戴世強(qiáng);;交通流研究與技術(shù)科學(xué)思想[A];祝賀鄭哲敏先生八十華誕應(yīng)用力學(xué)報告會——應(yīng)用力學(xué)進(jìn)展論文集[C];2004年

3 王立鋒;李正熙;;基于車輛跟馳理論的交通流動力學(xué)模型與數(shù)值仿真[A];2005年全國自動化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

4 王立鋒;李正熙;;基于車輛跟馳理論的交通流動力學(xué)模型與數(shù)值仿真[A];2005全國自動化新技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集（二）[C];2005年

5 陳建陽;孫立軍;楊東援;;交通流及其復(fù)雜性研究[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊）[C];1999年

6 于建玲;關(guān)積珍;劉靜;李軍;王貞君;;交通流的多重分形性質(zhì)與交通擁堵關(guān)系的研究[A];2007第三屆中國智能交通年會論文集[C];2007年

7 鄺華;張國新;;城市路網(wǎng)四向交通流的時空斑圖動力學(xué)研究[A];第七屆全國青年計算物理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

8 李軍;朱雪良;關(guān)積珍;;快速路交通流檢測器干擾問題[A];2008第四屆中國智能交通年會論文集[C];2008年

9 范炳全;李寶強(qiáng);馬春林;童道琴;;高架道路交通流的控制方法[A];西部開發(fā)與系統(tǒng)工程——中國系統(tǒng)工程學(xué)會第12屆年會論文集[C];2002年

10 趙慧;于雷;耿彥斌;;國內(nèi)外實(shí)時交通流數(shù)據(jù)質(zhì)量控制比較與分析[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學(xué)術(shù)論壇（交通運(yùn)輸工程學(xué)科）論文集（上冊）[C];2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張勇;交通流的非線性分析、預(yù)測和控制[D];北京交通大學(xué);2011年

2 康義容;考慮CPS傳輸可靠性的車車協(xié)同穩(wěn)定性分析[D];重慶大學(xué);2015年

3 鄭偉范;基于相互作用勢的交通流隨機(jī)行為研究[D];西南交通大學(xué);2016年

4 周旦;城市基本路段混合非機(jī)動車交通流特性研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 曾瑩;交通流Aw-Rascle模型相關(guān)問題的研究[D];上海大學(xué);2014年

6 張偉;城市交通流數(shù)據(jù)優(yōu)化感知關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 高坤;從基本圖方法到三相交通流理論[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

8 彭光含;交通流復(fù)雜耦合動態(tài)特性模擬研究[D];重慶大學(xué);2009年

9 曹寶貴;交通流復(fù)雜動態(tài)特性與交通擁堵問題研究[D];吉林大學(xué);2010年

10 李星毅;基于相似性的交通流分析方法[D];北京交通大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 萬興義;交通流混沌研究初步[D];天津大學(xué);2003年

2 李梅;存在擁堵路段的道路網(wǎng)交通流分配模型及其應(yīng)用研究[D];北京交通大學(xué);2016年

3 肖霞;雙車道交通流動力學(xué)模型研究[D];長沙理工大學(xué);2013年

4 盤意偉;快速路入口匝道合流區(qū)的瓶頸形成機(jī)理與特性研究[D];東南大學(xué);2015年

5 張靖宇;城市主干道交通流額外排放建模及其仿真研究[D];山東大學(xué);2016年

6 陳駿;基于進(jìn)化計算的交叉口交通流聚類優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

7 吳晶;基于代理的交通流建模與應(yīng)用研究[D];南京郵電大學(xué);2016年

8 曹繼英;考慮擁擠效應(yīng)的城市動態(tài)交通流分配模型與仿真研究[D];長安大學(xué);2016年

9 陳濤;部分道路瓶頸的交通流動力學(xué)建模及復(fù)雜特性研究[D];廣西師范大學(xué);2016年

10 李景密;跟馳狀態(tài)下城市主干道交通流特征研究[D];湖南大學(xué);2016年

，

本文編號：836135