交通流理論起源于20世紀50年代,經(jīng)過近70年的發(fā)展,交通流理論已經(jīng)成為指導(dǎo)交通規(guī)劃與管理的重要工具,交通控制、交通數(shù)值仿真等都嚴重依賴交通流理論的推進和發(fā)展。近年來,隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市規(guī)模擴張,城市間和城市內(nèi)的道路均越來越復(fù)雜。交通流模型的研究也隨著實際存在的多種路況(如減速帶、交通信號燈、道路分岔及匯入等)而發(fā)展。使用宏觀交通流模型模擬路網(wǎng)中存在的局部速,道路分流和合流等情形,可節(jié)約計算成本,易于模擬大規(guī)模交通情況。另一方面,隨著汽車保有量的激增,僅通過增加基建措施、規(guī)劃管理路網(wǎng)已經(jīng)不足以緩解擁堵問題,所以智能網(wǎng)聯(lián)車應(yīng)運而生。但是,全面推行智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要時間,這段時間內(nèi)將會是智能網(wǎng)聯(lián)汽車和人工駕駛汽車共存的階段,研究智能網(wǎng)聯(lián)汽車和人工駕駛車輛的混合交通流問題可為該階段交通規(guī)劃管理提供科學(xué)的方法與支持。鑒于此,本文首先基于哈密頓雅克比方程組研究路網(wǎng)的宏觀交通流模型,然后研究路段上混有智能網(wǎng)聯(lián)汽車后的混合交通流基本圖。主要研究內(nèi)容如下:(1)含有局部擾動的交通流微觀-宏觀模型。在平直的道路上存在某一區(qū)域使得經(jīng)過該區(qū)域的車輛存在減速行為是最簡單的微觀行為。本文通過在微觀跟馳模型上加入局部...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 交通流理論研究綜述
        1.2.1 基本圖模型
        1.2.2 微觀交通流模型
        1.2.3 宏觀交通流模型
    1.3 研究目標與內(nèi)容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 研究方法的理論基礎(chǔ)
        1.4.1 描述力學(xué)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法
        1.4.2 分析力學(xué)簡述
    1.5 采取的技術(shù)路線
第二章 含有局部減速行為的交通流模型
    2.1 問題描述
    2.2 基于哈密頓雅可比方程組的宏觀建模
        2.2.1 引入廣義分布函數(shù)進行坐標變換
        2.2.2 微觀至宏觀尺度變換
        2.2.3 取極限得到宏觀方程
    2.3 宏觀模型的基本性質(zhì)
    2.4 二階跟馳模型的宏觀表征
    2.5 宏觀模型的數(shù)值方法
        2.5.1 哈密頓雅可比方程的數(shù)值格式
        2.5.2 銜接條件的數(shù)值格式
        2.5.3 有界性和正定性
    2.6 數(shù)值實驗及應(yīng)用
        2.6.1 局部減速行為交通流模型的數(shù)值實驗
        2.6.2 數(shù)值算法中的守恒性、正定性和有界性分析
        2.6.3 宏觀交通流模型在信號交叉口控制中的應(yīng)用
    2.7 本章小結(jié)
第三章 道路分岔情況下的交通流分流模型
    3.1 問題描述
    3.2 基于哈密頓雅可比方程組的宏觀建模
        3.2.1 引入廣義分布函數(shù)進行坐標變換
        3.2.2 微觀至宏觀尺度變換
        3.2.3 取極限得到宏觀方程
        3.2.4 一分多分岔道路的宏觀交通流模型
    3.3 宏觀模型的基本性質(zhì)
    3.4 一分三道路的數(shù)值實驗
    3.5 本章小結(jié)
第四章 道路合流及一般網(wǎng)絡(luò)交通流模型
    4.1 問題描述
    4.2 道路合流宏觀交通流模型
        4.2.1 固定比例合流的宏觀交通流模型
        4.2.2 先進先出條件下的宏觀交通流模型
        4.2.3 模型性質(zhì)
    4.3 一般網(wǎng)絡(luò)宏觀交通流模型
        4.3.1 一般網(wǎng)絡(luò)宏觀交通流建模
        4.3.2 模型性質(zhì)分析
    4.4 一般網(wǎng)絡(luò)宏觀交通流模型的數(shù)值方法
        4.4.1 哈密頓雅可比方程的數(shù)值方法
        4.4.2 銜接條件的數(shù)值方法
        4.4.3 哈密頓雅可比方程的邊界條件
    4.5 數(shù)值實驗
        4.5.1 固定合流比例下宏觀交通流模型的數(shù)值模擬
        4.5.2 先進先出條件下宏觀交通流模型的數(shù)值模擬
        4.5.3 一般網(wǎng)絡(luò)交通流模型的數(shù)值模擬
    4.6 基于實測數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)交通流模型的應(yīng)用
    4.7 本章小結(jié)
第五章 混有智能網(wǎng)聯(lián)汽車的交通流基本圖模型
    5.1 研究方法
    5.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車與人工駕駛汽車的跟馳模型
        5.2.1 人工駕駛車輛的跟馳理論
        5.2.2 智能網(wǎng)聯(lián)汽車的跟馳理論
        5.2.3 跟馳模型所對應(yīng)基本圖的解析理論
    5.3 連續(xù)介質(zhì)假設(shè)在基本圖模型中的應(yīng)用
        5.3.1 空間平均
        5.3.2 時間平均
    5.4 基本圖模型的分析方法
        5.4.1 仿真實驗設(shè)計
        5.4.2 周期邊界條件
        5.4.3 數(shù)值計算方法
    5.5 不同滲漏率下的混合交通流基本圖
        5.5.1 智能網(wǎng)聯(lián)汽車交通流基本圖
        5.5.2 混合交通流基本圖
        5.5.3 人工駕駛車交通流基本圖
        5.5.4 不同滲漏率下交通流基本圖的橫向比較
    5.6 本章小結(jié)
第六章 多分支基本圖模型的物理解釋及應(yīng)用
    6.1 穩(wěn)定性分析及多平衡態(tài)之間的躍遷
        6.1.1 低密度情況下的穩(wěn)定性
        6.1.2 中密度情況下的穩(wěn)定性
        6.1.3 高密度情況下的穩(wěn)定性
    6.2 多分支基本圖模型的單值化方法
        6.2.1 實驗設(shè)計
        6.2.2 實驗過程
        6.2.3 結(jié)果討論
    6.3 基本圖模型在交通流波速預(yù)測中的應(yīng)用
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
攻讀博士學(xué)位期間完成的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：4008091