基于熵和流體力學(xué)的城市主干道交通狀態(tài)判別方法研究.pdf

1、隨著汽車保有量的迅速增加,道路交通運行效率受到了嚴重地影響。因此,研究道路交通狀態(tài)判別算法,及時準確的判別交通狀態(tài),具有重要的理論指導(dǎo)意義與實際應(yīng)用價值。本文以非平衡態(tài)熱力學(xué)和流體力學(xué)為理論基礎(chǔ),從熱力學(xué)中選取適當?shù)撵啬Ｐ?并結(jié)合道路交通系統(tǒng)自身的特性,在交通流理論中選擇關(guān)鍵的、能夠與所選取的熱力學(xué)熵模型參數(shù)相對應(yīng)的參數(shù),建立了道路交通系統(tǒng)熵模型和基于熵模型的狀態(tài)判別算法。
　　 論文選用非平衡態(tài)熱力學(xué)熵及流體力學(xué)原理對道路系統(tǒng)

2、進行關(guān)聯(lián)性分析。對于交通系統(tǒng)這樣一個復(fù)雜的開放系統(tǒng),其與熱力學(xué)系統(tǒng)具有相似之處,具備非平衡態(tài)熱力學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)特征,可遵循熱力學(xué)的基本規(guī)律,引入熱力學(xué)熵來描述道路交通系統(tǒng)。利用道路中交通流與流體的相似性,建立交通流與流體概念體系的比照關(guān)系,進而運用流體力學(xué)中質(zhì)量守恒定理、牛頓第二定律等原理,針對道路車流進行分析,導(dǎo)出道路交通壓力的表達式。
　　 將熱力學(xué)熵的基本理論引入到交通流研究中,提出道路交通系統(tǒng)熵及耗散結(jié)構(gòu)特征描述方法,道路

3、交通系統(tǒng)熵值越小,意味著系統(tǒng)混亂度越小;熵值越大,系統(tǒng)混亂度越大。在提出流體力學(xué)道路交通壓力的概念基礎(chǔ)上,選取適當?shù)撵啬Ｐ秃完P(guān)鍵的交通狀態(tài)參數(shù),運用非平衡態(tài)熱力學(xué)的理論方法建立道路交通系統(tǒng)熵模型和負熵流模型。由熵模型計算得出道路交通狀態(tài)熵值和熵產(chǎn)生,用量化的狀態(tài)熵的數(shù)值表示交通擁擠度;建立基于熵模型的有效的狀態(tài)判別算法,從而實現(xiàn)對道路交通系統(tǒng)狀態(tài)的判別,而負熵流模型則能確定道路擁堵時應(yīng)該采取的交通管理量化程度以及最佳管理時段。