基于复杂网络的交通拥堵与传播动力学分析

本文运用改进的中观交通流模型,研究了网络拓扑结构对交通拥堵的影响,进而分析复杂网络上的交通传播动力学特征和传播规律.结论有助于提出消除交通拥堵的有效控制策略以及交通规划的合理方案. 关键词： 复杂网络 交通流 交通拥堵 传播特性     

元胞自动机混合交通流模型的能耗研究

基于元胞自动机交通流NaSch模型,提出元胞自动机混合交通流能耗公式,对混合交通流的能耗进行研究,通过数值模拟研究不同最大速度、不同车长的混合交通流的能耗;研究表明不同车长、不同最大速度以及混合比对混合交通流能耗均有不同的影响. 关键词： 交通流 元胞自动机 能耗 混合交通     

混合交通流元胞自动机FI模型的能耗研究

研究了在周期边界条件下,最大速度、混合比例、车辆长度、随机减速概率对(fukui-ishibashi,FI)交通流模型能耗的影响.数值模拟结果表明,FI交通流模型的能耗随着车辆最大速度的增大而增加;随着混合比C的增大而增加,长车的比例越多能耗越大;随长车车长的增长而增加.FI交通流模型的能耗不同于NaSch模型能耗,对于FI交通流模型,在最大流量之处交通能耗发生下降的突变趋于零,其左右各存在交通能耗极大值.     

考虑横向分离与超车期望的车辆跟驰模型

为了更加客观地描述实际的车辆跟驰行为, 在优化速度模型的基础上, 通过引入横向分离参数并提出超车期望和虚拟前车的概念, 建立了考虑横向分离与超车期望的车辆跟驰模型.对模型进行线性稳定性分析, 得到了模型稳定性条件, 发现车辆横向分离、超车期望和虚拟前车的位置的增加, 在车流密度较小、车速较快的情况下, 使得交通流稳定区域增大, 但在车流密度较大、车速较慢的情况下, 反而使得交通流稳定区域减小.数值模拟结果验证了模型稳定性分析的结果, 表明在交通瓶颈处等交通流密度较大、运行缓慢的区域, 为抑制交通拥堵, 应该限制车辆的横向偏移和超车行为的发生. 关键词： 交通流 车辆跟驰模型 横向分离 超车期望     

基于智能交通系统的耦合映射跟驰模型和交通拥堵控制

基于智能交通诱导信息，提出一种改进的耦合映射跟驰模型，用于描述单车道的交通流动力学特性及其拥堵控制.利用反馈控制理论，给出了在头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件.分析结果表明，考虑前方更多车辆的信息对交通流有致稳作用，亦即稳定性条件明显减弱.数值模拟证实了理论分析的正确性，通过与他人相关工作的比较得知，考虑智能交通诱导信息能够更有效地抑制交通拥堵. 关键词： 交通流 智能交通系统 耦合映射跟驰模型 交通拥堵控制     

瓶颈处车辆横纵向行为建模与分析

车辆的横向偏移现象在现实的交通流中广泛存在, 交通瓶颈处的横向偏移现象往往更加显著. 车辆间横纵向的运动相互干扰, 使得瓶颈交通流组织十分混乱, 通行能力受到显著影响. 为了研究瓶颈处车辆横纵向行为规律及其对交通流的影响, 提出一个考虑横向偏移特征的车辆行为模型: 通过引入目标转向角概念,并结合经典优化速度模型, 给出了用于描述车辆的横纵向运动规律的运动方程, 同时通过分析车辆横向偏移特征, 制定了基于车辆行驶状态划分的目标转向角确定规则集. 数值模拟结果表明: 车辆的横向偏移会对交通流的运行产生影响, 在一定的横向偏移反应阈值下, 瓶颈处横向干扰于交通流的影响随着密度的增加而增加; 同时观察到了实际城市交通瓶颈的宏观及微观现象, 验证了模型的有效性. 关键词： 交通流 瓶颈 车辆行为 横向偏移特征     

一维元胞自动机随机交通流模型的宏观方程分析

在一维局部作用元胞自动机交通流模型中引入刹车噪声与产生、消失概率,得到一完全随机的元胞自动机交通流模型.利用玻耳兹曼近似,建立了该模型的宏观动力学方程,并对宏观方程在特殊条件下的解进行了理论分析和计算机模拟. 关键词： 元胞自动机 交通流 Burgers方程 激波     

考虑双速度差效应的耦合映射跟驰模型

基于Konishi等的研究工作,提出了涉及前方两辆车车头间距的优化速度函数的耦合映射跟驰模型. 采用反馈控制方法,研究了耦合映射跟驰模型中的交通拥堵控制. 利用反馈控制理论,给出了头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件,并与Konishi等得到的结果进行了比较. 数值模拟结果表明,所提出的模型在经典的反馈控制方法下描述的交通拥堵现象得到了有效抑制. 关键词： 交通流 耦合映射跟驰模型 优化速度函数 反馈控制     

考虑最邻近前车综合信息的反馈控制跟驰模型

拥堵控制中, 通过车辆运行状态感知与控制的交互融合, 实现对车辆有效控制的过程, 具有信息物理融合系统的典型特征. 本文基于Konishi等的研究工作, 从交通信息系统与交通物理系统融合的角度, 进一步考虑优化速度差和安全间距对车流的影响, 在耦合映射跟驰模型中, 提出了一种考虑最邻近前车综合信息的交通拥堵反馈控制方案. 运用反馈控制理论, 给出了头车速度发生变化时交通流保持稳定的条件, 并与前人工作进行了比较. 理论分析与数值模拟结果一致表明, 耦合映射跟驰模型在本文提出的控制方案下能更有效地抑制交通拥堵. 关键词： 交通流 交通拥堵控制 耦合映射跟驰模型 信息物理融合系统     

考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型

在考虑自适应巡航(adaptive cruise control, ACC)车辆的交通流模型的基础上, 建立了考虑ACC车辆影响的上匝道系统混合交通流模型, 研究ACC车辆引入对上匝道交通系统交通流的影响. 为了描述ACC车辆和手动驾驶车辆在交通流运行中的差异, 分别构建了基于常车头时距原则的ACC 车辆跟驰子模型和手动驾驶车辆MCD元胞自动机子模型; 基于上匝道车辆合流驶入主线的需求, 建立了换道子模型, 引入了表征驾驶员换道心理的参数λ. 通过对混合交通流模型进行数值模拟发现, ACC车辆的混入可以有效改善上匝道系统交通流的运行, 降低合流等事件对于交通流运行的影响, 抑制交通拥堵的时空范围及拥堵强度, 提高交通流的平均速度和流量. 此外在混合交通流模型中, ACC车辆期望车头时距H_d的减小与换道心理参数λ 的增大均可以提高混合交通流运行的速度和流量, 而合流区长度l_w对混合交通流影响则因上匝道车辆驶入概率的不同而存在差异.     

道路交通的流体物理模型与粒子仿真方法

针对受多种因素影响的复杂道路交通系统问题,基于颗粒动力学理论,结合传统的Lighthill-WhithamRichards物理模型,建立道路交通系统的流体物理模型,采用无网格粒子与网格相结合的方法进行数值仿真,并应用于典型道路交通问题的求解.在新模型中,将车辆比拟为硬颗粒,车辆的跟车比拟为颗粒间的碰撞相互作用,已知道路情况对驾驶员操作车辆的影响比拟为流-粒两相系统中的外部流体驱动力作用,不同车道间车辆的影响比拟为颗粒间的黏性作用,从而在颗粒动力学理论的基础上,推导建立了道路交通系统拟流体模型;引入光滑离散颗粒流体动力学(SDPH)对车辆系统模型进行离散,建立"SDPH车辆"与真实车辆之间的一一对应关系,再结合有限体积方法,对道路交通构建的双流体模型进行求解,建立求解交通流体物理模型的新型仿真方法.最后,采用所建立的模型和方法对车辆汇入以及机非混合对交通系统的影响过程进行了数值仿真,所得结果与实测值符合较好,表明新的模型和方法有效性好、可靠性高,为道路交通问题的解决提供了一条全新的途径.     

Characteristics of synchronized traffic in mixed traffic flow

In this paper, the characteristics of synchronized traffic in mixed traffic flow are investigated based on the braking light model. By introducing the energy dissipation and the distribution of slowdown vehicles, the effects of the maximum velocity, the mixing ratio, and the length of vehicles on the synchronized flow are discussed. It is found that the maximum velocity plays a great role in the synchronized flow in mixed traffic. The energy dissipation and the distribution of slowdown vehicles in the synchronized flow region are greatly different from those in free flow and a traffic jamming region. When all of vehicles have the same maximum velocity with V max > 15, the mixed traffic significantly displays synchronized flow, which has been demonstrated by the relation between flow rate and occupancy and estimation of the cross-correlation function. Moreover, the energy dissipation in the synchronized flow region does not increase with occupancy. The distribution of slowdown vehicles shows a changeless platform in the synchronized flow region. This is an interesting phenomenon. It helps to deeply understand the synchronized flow and greatly reduce the energy dissipation of traffic flow.     

信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究

采用元胞自动机模型研究了具有信号灯控制的主道为双车道的入匝道系统交通流特性.将信号灯设置在入匝道口处,通过信号灯来引导主道和匝道上的车辆通行.分析了信号灯控制对主道与匝道的车流量、系统通行能力以及入匝道口处的车流平均速度的影响.通过相图比较,说明信号灯控制的双车道入匝道系统能模拟出比信号灯控制的单车道入匝道系统更加符合实际的交通流特性.与姜锐提出的模型［Jiang R 2003 J. Phys. A 36 11713］结果相比,信号灯控制下的匝道系统的交通流状态得到改善并且道路通行能力有所提 关键词： 交通流 元胞自动机 入匝道系统 信号灯     

驾驶员预估效应下车流能耗演化机理研究

考虑实际交通中驾驶员预估效应对车辆跟驰行为的影响, 提出了一个改进跟驰模型. 采用线性稳定性理论获得了该模型的线性稳定性判据. 运用数值仿真的方法, 系统研究了驾驶员预估效应下车流的整体平均能耗和单车能耗的演化机理. 研究结果表明, 驾驶员预估效应能显著提高车流稳定性, 且随着驾驶员预估时长的增加, 车流的整体平均能量损耗和单车能量损耗将逐渐降低.     

最相邻后车综合信息对交通流不稳定性的影响分析

基于抑制交通流不稳定性所需的条件,分析司机后视获得的最相邻后车综合信息对交通流不稳定性的影响. 在司机关注前车信息概率大于关注后车信息概率与司机敏感系数大于0的现实条件下,解析分析以及仿真分析得到了以下结论:1)最相邻后车车头距信息减小了交通流的不稳定性,且关注概率越大,减小作用越大;跟驰车与最相邻后车的速度差信息增加了交通流的不稳定性,且关注概率越大,增加作用越大. 2)最相邻后车综合信息对交通流的不稳定性的减小作用大于增加作用,即最相邻后车综合信息减小了交通流的不稳定性. 3)司机距离差敏感系数越大,最相邻后车综合信息对交通流的不稳定性减小作用越大. 4)司机速度差敏感系数越大,最相邻后车综合信息对交通流的不稳定性增加作用越大. 关键词： 交通堵塞 交通流不稳定性 最相邻后车综合信息 跟驰模型     

One-Dimensional Traffic Model to Consider Priority of the Stochastic Deceleration

A one-dimensional cellular automaton model of traffic flow is proposed to introduce the different delay probabilities in the steps of rules and the stochastic deceleration prior to the deterministic one when the anticipation velocity of vehicle is larger than the headway. The fundamental diagram shows the capacity of road more approaches to the observed data compared with that by the NaSch model. Moreover, the model is able to reproduce the complicated behavior of the real traffic, such as the metastability state, the separation of different phases and the effect of hysteresis. It is concluded that the order arrangement of the stochastic deceleration and deterministic acceleration has indeed remarkable effect on traffic flow and the modification presented in this paper is reasonable and realistic.     

A road traffic noise pattern simulation model that includes distributions of vehicle sound power levels

Annoyance, sleep disturbance and other health effects of road traffic noise exposure may be related to both level and number of noise events caused by traffic, not just to energy equivalent measures of exposure. Dynamic traffic noise prediction models that include instantaneous vehicle noise emissions can be used to estimate either of these measures. However, current state-of-the-art vehicle noise emission models typically consider a single emission law for each vehicle category, whereas measurements show that the variation in noise emission between vehicles within the same category can be considerable. It is essential that the influence of vehicles that are producing significantly more (or less) noise than the average vehicle are taken into account in modeling in order to correctly predict the levels and frequency of occurrence of road traffic noise events, and in particular to calculate indicators that characterize these noise events. Here, an approach for predicting instantaneous sound levels caused by road traffic is presented, which takes into account measured distributions of sound power levels produced by individual vehicles. For the setting of a receiver adjacent to a dual-lane road carrying free flow traffic, the effect of this approach on estimated percentile levels and sound event indicators is investigated.     

Continuum modeling for two-lane traffic flow with consideration of the traffic interruption probability

Considering the effects that the probability of traffic interruption and the friction between two lanes have on the car-following behaviour,this paper establishes a new two-lane microscopic car-following model.Based on this microscopic model,a new macroscopic model was deduced by the relevance relation of microscopic and macroscopic scale parameters for the two-lane traffic flow.Terms related to lane change are added into the continuity equations and velocity dynamic equations to investigate the lane change rate.Numerical results verify that the proposed model can be efficiently used to reflect the effect of the probability of traffic interruption on the shock,rarefaction wave and lane change behaviour on two-lane freeways.The model has also been applied in reproducing some complex traffic phenomena caused by traffic accident interruption.