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一种新的宏观交通流模型

发布时间:2019-10-21 09:10
【摘要】:为了更好地进行城市交通规划与控制,亟待发展一种有效描述交通流动的数学模型.基于交通流研究中通常采用的微观-宏观参量间的联系方法,得到了一种新的动力学模型.它以线性加权的方式考虑了车辆相对速度的影响,使得新模型更加符合实际的交通情况.新模型考虑了车辆间相对距离对后车加速度的影响,一些经典的连续交通流模型可以视为新模型的特例,如Payne模型、Wiltham模型和Zhang模型.此外,研究了新模型的特征速度和线性稳定性,发现新模型恒稳定,且模型是否具有各向异性由各向异性因子决定.
【图文】:

距离图像,距离图像


0≤α,,β≤1且α+β=1,都有Im(ω)≤0,这意味着新模型是线性稳定的.图1Im(ω)随k的变化图像Fig.1Im(ω)-kcurves3数值算例模拟路段长200km,等距分成100个网格,时间步长按稳定性条件确定,根据相关实测和参数辨识,取vf=30m/s,ρm=0.2辆/m,T=7s,cm=6m/s,平衡速度ve(ρ)采用关系式为ve(ρ)=vf[1-exp(1-exp(cmvf(ρmρ-1)))].其中:cm为堵塞的扰动传播速度;vf为自由流速度;ρm为堵塞密度.Riemann初值条件为:ρu=0.18,ρd=0.04,其中ρu,ρd分别为上、下游车流密度.初值速度取vu(ρ)=ve(ρu),vd(ρ)=ve(ρd).密度采用Payne给出的离散化公式,速度采用迎风格式,计算得到速度-距离图像见图2(每条线代表不同时间),本模型模拟出的t=30s时的密度-距离图像见图3.采用文献[8]中的交通流模型模拟出的速度-距离图像见图4;t=30s时文献[8]中的密度-距离图像见图5.图2本文模型的速度-距离图像Fig.2Speed-distancecurvesofthenewmodel图3本文模型的密度-距离图像Fig.3Density-distancecurvesofthenewmodel图4文献[8]中模型的速度-距离图像Fig.4Speed-distancecurvesinreference[8]图5文献[8]中模型的密度-距离图像Fig.5Density-distancecurvesinreference[8]数值算例可以很清楚地看到,本文给出的模型具有很好的连续性与灵活性,可以根据α,β的不同取值确定不同情况下的交通流模型.(下转第1064页)1058东北大学学报(自然科学版)第35卷

距离图像,距离图像,中模,文献


0≤α,β≤1且α+β=1,都有Im(ω)≤0,这意味着新模型是线性稳定的.图1Im(ω)随k的变化图像Fig.1Im(ω)-kcurves3数值算例模拟路段长200km,等距分成100个网格,时间步长按稳定性条件确定,根据相关实测和参数辨识,取vf=30m/s,ρm=0.2辆/m,T=7s,cm=6m/s,平衡速度ve(ρ)采用关系式为ve(ρ)=vf[1-exp(1-exp(cmvf(ρmρ-1)))].其中:cm为堵塞的扰动传播速度;vf为自由流速度;ρm为堵塞密度.Riemann初值条件为:ρu=0.18,ρd=0.04,其中ρu,ρd分别为上、下游车流密度.初值速度取vu(ρ)=ve(ρu),vd(ρ)=ve(ρd).密度采用Payne给出的离散化公式,速度采用迎风格式,计算得到速度-距离图像见图2(每条线代表不同时间),本模型模拟出的t=30s时的密度-距离图像见图3.采用文献[8]中的交通流模型模拟出的速度-距离图像见图4;t=30s时文献[8]中的密度-距离图像见图5.图2本文模型的速度-距离图像Fig.2Speed-distancecurvesofthenewmodel图3本文模型的密度-距离图像Fig.3Density-distancecurvesofthenewmodel图4文献[8]中模型的速度-距离图像Fig.4Speed-distancecurvesinreference[8]图5文献[8]中模型的密度-距离图像Fig.5Density-distancecurvesinreference[8]数值算例可以很清楚地看到,本文给出的模型具有很好的连续性与灵活性,可以根据α,β的不同取值确定不同情况下的交通流模型.(下转第1064页)1058东北大学学报(自然科学版)第35卷
【作者单位】: 东北大学理学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11371081) 东北大学第七批“大学生创新训练计划”项目
【分类号】:U491.112

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2551336

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