原文传递
行人格子流体力学模型、信息疏散作用及交通能耗的研究
| 论文题名： | 行人格子流体力学模型、信息疏散作用及交通能耗的研究 |
| 关键词： | 行人交通;格子流体力学;混合交通;数值模拟;交通拥堵 |
| 摘要： | 近年来，伴随着中国城市化进程的加快，大量人口不断地涌进城市，这给我们带来了许多社会问题，行人交通问题就是其一。事故频发、堵塞现象严重，行人交通拥堵带来的巨大的生命财产损失已经引起了社会的关注。为了更好地解决行人交通堵塞问题，应用统计物理、非线性科学和流体力学等学科的理论和研究方法，建立合适的行人交通流模型来研究行人堵塞问题，为交通预测、规划和管理提供科学理论指导。 本文针对交通拥堵问题，通过理论分析和数值模拟，建立了行人流格子流体力学模型、高层建筑的逃生模型，研究了信息对行人疏散过程的作用以及NaSch元胞自动机混合交通模型的能耗问题。主要工作如下： (1)根据Nagatani等人提出的二维车辆交通格子流体力学模型，建立了二维行人交通格子流体力学模型，应用线性稳定性分析得出了稳定性条件，通过摄动理论推导出了堵塞演化的mKdV方程，在相图中理论分析和数值模拟结果相吻合。 (2)根据Nagatani等人提出的二车道车辆交通格子流体力学模型，将二维行人交通格子流体力学模型扩展到可改变路径的二维行人交通格子流体力学模型，同样应用线性稳定性分析得出了稳定性条件，通过摄动理论推导出了堵塞演化的mKdV方程，在相图中，对于较小的路径改变概率，理论分析和数值模拟结果相吻合。 (3)将Muramatsu等人提出的二维格子气模型扩展到三维情况，建立了三向行人交通的格子气模型并将其扩展为六向行人交通的格子气模型。通过数值模拟研究了两个模型在周期边界条件下，行人密度对行人的平均速度的影响，偏向强度D对行人的平均速度的影响，以及绘制了行人堵塞的斑图。 (4)将舆论动力学与行人交通的格子气模型结合，研究了行人的动力学行为与信息传递的关系。数值模拟分析了行人平均速度随时间的变化关系；信息传播的平均速度、行人平均速度随总进入密度的变化关系；系统尺寸对信息传播的平均速度、行人的平均速度的影响。 (5)以元胞自动机NaSch模型为基础，提出了混合交通的能耗的计算公式，分析了长短车混合交通的能耗问题，快慢车混合交通的能耗问题，以及车辆最大速度、混合比例、随机减速概率对混合交通能耗的影响。 最后，总结了本文的工作，对今后交通流的工作进行了展望。 |
| 作者： | 田欢欢 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 薛郁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
