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交通拥堵吸收驾驶策略建模与研究
| 论文题名： | 交通拥堵吸收驾驶策略建模与研究 |
| 关键词： | 跟驰模型;交通拥堵;交通流稳定性;拥堵吸收驾驶策略;交通仿真 |
| 摘要： | 随着城市化发展的不断深入，交通问题一直是挑战人们生活出行，造成环境污染，能源浪费的重要问题。世界各国每年因交通拥堵造成巨大的经济损失。随着科技的不断进步，通信技术的不断成熟，借助先进的技术设备寻求交通问题的解决方案则成为必然趋势。本文从现代交通控制的角度出发，借助先进的车辆通信技术，从车辆驾驶行为的角度探索交通拥堵的缓解办法，提出车辆拥堵吸收驾驶策略。为此本文作了如下方面的研究: (1)通过基于实测数据标定的全速度差模型(FVD模型)建立了一维道路交通流仿真平台，并通过该平台对车辆的启动，停车，扰动传播，拥堵产生等进行了模拟，以直观了解车辆跟驰过程中的各个状态。对FVD模型进行了线性稳定性分析和非线性密度波分析，得出了车流的线性稳定性条件和描述不稳定车流扭结-反扭结波mKdV方程。通过线性稳定性条件和mKdV方程得出了划分车流稳定区间的车头间距-敏感系数相图。 (2)通过车间距-敏感系数相图将车流分为稳定、亚稳定和不稳定状态，并用数值搜索的方法得出了敏感系数为0.41的车流在不同车间距下的临界扰动强度曲线。并对亚稳定区域中，高密度和低密度车流的拥堵吸收驾驶策略进行了建模，得出va-ta曲线簇。由临界扰动曲线和va-ta曲线簇界定了拥堵吸收不产生二次拥堵的“稳定性区间”。并用数值仿真予以验证，结果证明了模型与稳定性分析的准确性。 (3)在FVD模型的基础上，搭建了基于前后多车信息模型（Ci-CF模型）的交通流平台，并比较了Ci-CF模型与FVD模型、最优速度差(OVD)模型在抑制车流扰动，保持车流稳定性的不同之处，结果证明考虑前后多车信息能进一步抑制车流干扰，增强车流稳定性。在此基础上，对OVD模型的拥堵吸收驾驶策略进行了建模，通过OVD模型的临界扰动强度曲线与va-ta曲线簇得出OVD模型拥堵吸收的稳定性区间，并与FVD模型进行对比分析，从临界扰动强度曲线和拥堵吸收驾驶两方面证明了考虑车辆非临近最优速度差信息提高了拥堵吸收驾驶的适应范围，拓宽了拥堵吸收驾驶的稳定性区间，证明了考虑多车信息对于促进拥堵吸收驾驶应用的积极作用。 |
| 作者： | 宁利民 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 杜荣华;刘理 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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