多车道交通流仿真与能量耗散研究

发布时间：2017-08-26 13:01

  本文关键词：多车道交通流仿真与能量耗散研究

  更多相关文章： 交通流 全速度差模型 能量耗散 演化博弈 社会困境

【摘要】：随着我国经济社会的不断发展,人们的交通需求也日益增长,但伴随增长而产生的交通拥堵、交通污染等交通问题亦愈演愈烈。针对城市出现的交通问题,人们采取了一系列的措施,如加宽道路,车辆限行,尽管如此,交通问题仍未得到很好解决。交通拥堵情况在全国大中城市频繁出现,不仅给人们出行带来了重大不便,增加了交通参与者的出行成本,而且加重了交通能源消耗、交通排放。因此,如何建立科学有效的交通流动力学模型来研究交通系统的运行机理和演化规律,如何解决城市道路交通堵塞及相应的环境污染问题,及时预防、缓解和解决交通问题都是非常值得研究的科学课题。本文的研究工作主要集中在基于全速度差跟驰模型的多车道交通流的建模和仿真。考虑到城市道路中车道限速的特征,对存在车道限速的三车道城市道路系统进行建模和分析,发现车道限速值不同会导致了非对称的换道“吸引”,系统会出现非对称性现象,非对称的换道吸引增加了车辆换道频率,使得系统能量耗散增加。考虑到实际换道过程中换道时间特性,引入换道跟驰影响因子,建立考虑换道执行过程的换道模型。考虑到交通系统的博弈属性,从演化博弈论的角度研究了一般双车道交通流中换道行为导致的社会困境问题,发现交通流中存在多种博弈类型,分别采用流量和能量耗散作为社会收益函数,发现在某些密度下交通流中出现的博弈类型会有所不同。
【关键词】：交通流 全速度差模型 能量耗散 演化博弈 社会困境
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 绪论14-30
• 1.1 研究背景和意义14-16
• 1.2 交通流常用变量16-18
• 1.2.1 交通流量16-17
• 1.2.2 平均速度17
• 1.2.3 车辆密度17
• 1.2.4 流量速度密度关系17-18
• 1.3 典型的交通流现象18-21
• 1.3.1 回滞现象(Hysteresis)18-19
• 1.3.2 交通堵塞(Traffic Jam)19-21
• 1.4 多车道交通流21-24
• 1.4.1 “密度倒置”现象21
• 1.4.2 多车道模型中的换道规则21-24
• 1.5 交通流理论模型24-26
• 1.5.1 宏观模型25
• 1.5.2 微观模型25-26
• 1.5.3 中观模型26
• 1.6 交通能量耗散问题26-27
• 1.7 交通流中的社会困境问题27-28
• 1.8 本文的主要工作28-30
• 第二章 考虑车道限速的三车道交通流模型30-45
• 2.1 引言30-31
• 2.2 考虑车道限速的三车道交通模型31-35
• 2.2.1 车辆跟驰模型31
• 2.2.2 车道限速31-32
• 2.2.3 换道规则32-35
• 2.3 能量耗散模型35-36
• 2.4 场景与数值模拟36-44
• 2.4.1 车辆分布36-40
• 2.4.2 速度和车头间距分布40-41
• 2.4.3 交通流基本图41-42
• 2.4.4 能量耗散42-44
• 2.5 本章小结44-45
• 第三章 考虑换道时间的双车道交通流模型45-58
• 3.1 引言45
• 3.2 车辆跟驰模型和换道规则45-47
• 3.3 换道执行过程47-50
• 3.4 仿真模拟50-51
• 3.5 结果分析51-56
• 3.5.1 基本图51-52
• 3.5.2 换道频率52
• 3.5.3 单车速度52-53
• 3.5.4 “虚拟车辆”53-54
• 3.5.5 换道跟驰影响因子54-55
• 3.5.6 车道限速55-56
• 3.6 本章小结56-58
• 第四章 多车道交通流中的社会困境58-68
• 4.1 引言58-60
• 4.2 一般交通流中的社会困境60-66
• 4.2.1 模型60
• 4.2.2 系统流量作为社会收益60-65
• 4.2.3 能量耗散作为社会收益65-66
• 4.3 本章小结66-68
• 第五章 总结与展望68-70
• 5.1 本文工作总结68-69
• 5.2 研究展望69-70
• 参考文献70-79
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况79
• 1) 参加的学术交流与科研项目79
• 2) 发表的学术论文(含专利和软件著作权)79

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本文编号：741599