多種效應(yīng)交通流建模及其數(shù)值分析.pdf

1、交通流理論是研究道路上交通流運行規(guī)律的理論，它運用數(shù)學和物理學的有關(guān)知識來描述和刻畫交通流的特征。本文主要研究和改進了交通流的車輛跟馳模型和連續(xù)交通流格子模型，提出了全廣義最優(yōu)速度模型、混合最優(yōu)速度模型、廣義最優(yōu)格子交通流模型和后視效應(yīng)最優(yōu)格子交通流模型，運用線性理論討論了在不同模型下的均勻交通流的穩(wěn)定性，對全廣義最優(yōu)速度模型和廣義最優(yōu)格子交通流模型運用非線性方法進行分析，求得了系統(tǒng)的非線性解。其主要的創(chuàng)新點如下： 全廣義最優(yōu)速

2、度模型綜合了當前車輛前方所有的效應(yīng)，包括交互效應(yīng)，相對速度效應(yīng)等，提出的一個綜合性的模型。在加速和減速過程的數(shù)值模擬中，消除了其它模型存在的明顯缺陷，使得跟隨車輛加速至平穩(wěn)速度時的振蕩幅度最小，而且完全消除了已有模型在減速至零時的負速度現(xiàn)象，使得現(xiàn)有模型描述交通流現(xiàn)象更加貼近現(xiàn)實；用線性穩(wěn)定性理論分析模型，得到了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、亞穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性條件；在非線性分析中，得到了改進的Kdv(Koneweg-deVries)方程，并求出了臨界點

3、附近的紐結(jié)-反紐結(jié)孤立子解，數(shù)值模擬與理論分析的結(jié)果基本一致。 混合最優(yōu)速度模型是考慮后視效應(yīng)的車輛跟馳模型，它把后面車輛對當前車的作用引進到模型中，跟以往模型作了比較，發(fā)現(xiàn)引入后視效應(yīng)可以有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文中的模型改進了已有模型在線性分析中的一個不足，使得模型更加符合實際宏觀交通流的要求。該模型還做了詳細的數(shù)值模擬，不僅得到了交通密度波，車頭距曲線，而且得到了交通流的流量.密度的基本原理圖，磁滯回環(huán)等，全面證明了引入后

4、視效應(yīng)的模型描述的交通流具有與以前模型類似的特性，并且優(yōu)于以往模型。 廣義最優(yōu)交通流量格子模型是在擴展Nagatani模型的基礎(chǔ)上，改進前人模型的不足，用格子之間總的交互效應(yīng)取代加權(quán)平均密度作為最優(yōu)交通流量函數(shù)的變量，本模型描述的交通流對擁擠的抑制作用要大于以前模型描述的交通流。 后視效應(yīng)格子交通流量模型是在前視模型的基礎(chǔ)上，引入后視效應(yīng)，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到明顯提高，同時，引入相鄰格子之間的相對流量效應(yīng)，進一步提高了系