行人疏散的動力學(xué)及混合交通流中同步流特性的研究.pdf

1、近幾年來，伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及城市化進程的加快，城市面臨著人口密度不斷增加，交通負荷不斷加大的壓力。交通事故、交通擁堵、環(huán)境污染、能源短缺等相關(guān)問題已經(jīng)引起了社會的高度關(guān)注。完善交通系統(tǒng)和提高能源的利用率已成為世界各國關(guān)注的共同問題。便利的交通是一個城市能夠持續(xù)發(fā)展和保持活力的關(guān)鍵，如何合理設(shè)計車輛和行人的行駛規(guī)則和完善交通管理系統(tǒng)是減少交通擁堵、環(huán)境污染和能源消耗等問題的有效途徑。因此，為了很好的解決這些問題，應(yīng)用科學(xué)的理論和研究方

2、法，建立適合行人交通和車輛交通模型來研究這些問題，為交通的管理和規(guī)劃提供科學(xué)理論的指導(dǎo)。本文的主要工作包括以下幾個方面：
　　 (1)交通擁堵極易發(fā)生在行人單向行走的通道瓶頸處，在文中，通過對入口通道使用格子氣模型，出口通道使用NaSch模型來研究通道瓶頸處的單向行人流，分析和模擬了通過瓶頸的行人流率與入流概率，不同的隨機慢化概率，不同的入口寬度和不同的入口（出口）通道距離間的變化關(guān)系，給出了相應(yīng)的從自由流到堵塞流的相圖，結(jié)果表

3、明行人的隨機行為對自由交通流有著重要的影響。
　　 (2)我們用擴展的格子氣模型研究了組成集團的行人在通道中的運動情況。行人集團的尺度由原來的單個行人擴展到了占據(jù)n1×n2個格點的行人集團。我們研究了阻塞的演化斑圖，得到行人集團的尺度對阻塞演化斑圖的影響很大，行人集團的尺度越大，越不容易形成堵塞，發(fā)現(xiàn)了從自由相到堵塞相的相變的臨界密度隨著行人集團的尺度的增加而線性增大。同時遷移系數(shù)D對行人的流量和平均速度均有較大的影響。由于本文

4、所用的模型與Nagatani等人研究細長機械移動物體所用的模型一樣，且四向行人集團的行走規(guī)則與細長機械移動物體在通道中相向行走的規(guī)則也一樣，因此得到了與Nagatani等人的研究結(jié)果類似的模擬結(jié)果
　　 (3)我們用Brakinglight(BL)模型研究混合交通流中交通同步流的特性，我們的模擬結(jié)果得到了關(guān)于交通同步流的一些重要特征：最大速度對均勻交通或非均勻交通的交通同步流都有著很重要的影響，當(dāng)所有車輛都具有相同的最大速度且最

5、大速度Vmax＞15時，在混合交通流中才很容易看到有交通同步流。這個結(jié)果可以通過用密度與流量間的交叉關(guān)聯(lián)系數(shù)來計算證明。能耗在自由流區(qū)域均隨著最大速度、混合比和車長的增加而增加，但是在同步流區(qū)域，能耗隨著密度的增大反而減小或是幾乎保持不變表現(xiàn)為一個平臺。這是至今為止關(guān)于同步流特性的一個新發(fā)現(xiàn)，有助于合理控制交通擁擠和交通同步流，在一定程度上減少交通流中的能耗。最后，減速車輛的統(tǒng)計分布在同步流區(qū)域幾乎表現(xiàn)為一個不變的平臺。