基于智能交通系统的交通流动力学建模与稳定性分析研究

发布时间：2021-10-31 16:21

　　近年来,交通堵塞问题已成为各大城市面临的一大难题,而开展交通流理论的研究,对于更科学地指导和解决这一问题无疑是非常必要的。目前,随着5G、AI、物联网等技术的大力发展,智能交通系统（Intelligent Transportation System,简称ITS）已成为未来智慧交通的发展方向,它的广泛应用必将对当今道路交通流产生重要的影响作用。因此,开展ITS环境下的交通流动力学建模与稳定性分析研究,对于缓解交通拥堵具有重要的现实意义和工程应用价值。本文在现有交通流微、宏观模型的基础上,基于车联网通讯技术（如,V2V:Vehicle to Vehicle）,考虑道路前方车辆群的多预期平均速度、平均流量和平均密度等重要信息,提出了若干改进的交通流模型,并进行相应的理论分析和数值仿真,深入研究了道路交通系统的稳定性、交通密度波及各种非线性现象,其研究可为交通管控部门提供有益的理论依据和决策参考。全文的主要工作如下:一、在V2V环境下,从微观角度出发,综合考虑前方车辆群的平均速度和平均速度场的耦合效应,提出了多预期平均速度效应的交通流跟驰模型,重点研究了多预期平均速度效应对交通流稳定性的影响,... 

【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

常见交通问题(a)交通事故；(b)交通污染(图片来源于百度图片)

第一章绪论6()()()22,02,2,2,12,1001,12,1,12tjjjjjjjjvvV++=+(1.2.15)将方程(1.2.14)和(1.2.15)相加，得到双车道交通流的连续性方程如下：()()()201100112tjjjjjjjjvvV++=+(1.2.16)这里，1,2,2jjj+=,1,1,2,2,2jjjjjjvvv+=。双车道交通流格子流体力学模型的运动方程为：()()tjj0ej1jjvaVav+=(1.2.17)其中，()()()1,2,2jjejVVV+=代表优化速度函数，它的形式与(1.2.13)式相同。为了方便分析和讨论，后文将()eV简写为V()。图1.2双车道格子流体力学模型示意图1.3交通流中的非线性现象事实上，现实交通中通常会出现各种各样的非线性现象，例如交通拥堵。交通拥堵一般可以分为两类[119]：其中一类是由于道路容量的限制所引起的阻塞，如因道路施工或交通事故所引起的“瓶颈”拥堵(如图1.3(a)所示)；另一类则是在道路容量充足的情况下，由于驾驶员的急刹车与频繁换道等驾驶行为造成短暂的停顿，逐渐蔓延到车流后方，形成“蝴蝶效应”，从而引起的交通拥堵，常称之为“幽灵堵塞”。图1.3典型的交通拥堵(a)道路施工诱发的交通“瓶颈”；(b)幽灵堵塞(图片来源于文献[120])；

第一章绪论6()()()22,02,2,2,12,1001,12,1,12tjjjjjjjjvvV++=+(1.2.15)将方程(1.2.14)和(1.2.15)相加，得到双车道交通流的连续性方程如下：()()()201100112tjjjjjjjjvvV++=+(1.2.16)这里，1,2,2jjj+=,1,1,2,2,2jjjjjjvvv+=。双车道交通流格子流体力学模型的运动方程为：()()tjj0ej1jjvaVav+=(1.2.17)其中，()()()1,2,2jjejVVV+=代表优化速度函数，它的形式与(1.2.13)式相同。为了方便分析和讨论，后文将()eV简写为V()。图1.2双车道格子流体力学模型示意图1.3交通流中的非线性现象事实上，现实交通中通常会出现各种各样的非线性现象，例如交通拥堵。交通拥堵一般可以分为两类[119]：其中一类是由于道路容量的限制所引起的阻塞，如因道路施工或交通事故所引起的“瓶颈”拥堵(如图1.3(a)所示)；另一类则是在道路容量充足的情况下，由于驾驶员的急刹车与频繁换道等驾驶行为造成短暂的停顿，逐渐蔓延到车流后方，形成“蝴蝶效应”，从而引起的交通拥堵，常称之为“幽灵堵塞”。图1.3典型的交通拥堵(a)道路施工诱发的交通“瓶颈”；(b)幽灵堵塞(图片来源于文献[120])；


本文编号：3468459