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多种效应交通流建模及其数值分析
| 论文题名： | 多种效应交通流建模及其数值分析 |
| 关键词： | 交通流;数值分析;格子模型;最优速度;速度模型;车辆跟驰模型;交通拥挤 |
| 摘要： | 交通流理论是研究道路上交通流运行规律的理论，它运用数学和物理学的有关知识来描述和刻画交通流的特征。本文主要研究和改进了交通流的车辆跟驰模型和连续交通流格子模型，提出了全广义最优速度模型、混合最优速度模型、广义最优格子交通流模型和后视效应最优格子交通流模型，运用线性理论讨论了在不同模型下的均匀交通流的稳定性，对全广义最优速度模型和广义最优格子交通流模型运用非线性方法进行分析，求得了系统的非线性解。其主要的创新点如下： 全广义最优速度模型综合了当前车辆前方所有的效应，包括交互效应，相对速度效应等，提出的一个综合性的模型。在加速和减速过程的数值模拟中，消除了其它模型存在的明显缺陷，使得跟随车辆加速至平稳速度时的振荡幅度最小，而且完全消除了已有模型在减速至零时的负速度现象，使得现有模型描述交通流现象更加贴近现实；用线性稳定性理论分析模型，得到了系统的稳定性、亚稳定性和不稳定性条件；在非线性分析中，得到了改进的Kdv(Koneweg-deVries)方程，并求出了临界点附近的纽结-反纽结孤立子解，数值模拟与理论分析的结果基本一致。 混合最优速度模型是考虑后视效应的车辆跟驰模型，它把后面车辆对当前车的作用引进到模型中，跟以往模型作了比较，发现引入后视效应可以有效提高系统的稳定性，本文中的模型改进了已有模型在线性分析中的一个不足，使得模型更加符合实际宏观交通流的要求。该模型还做了详细的数值模拟，不仅得到了交通密度波，车头距曲线，而且得到了交通流的流量.密度的基本原理图，磁滞回环等，全面证明了引入后视效应的模型描述的交通流具有与以前模型类似的特性，并且优于以往模型。 广义最优交通流量格子模型是在扩展Nagatani模型的基础上，改进前人模型的不足，用格子之间总的交互效应取代加权平均密度作为最优交通流量函数的变量，本模型描述的交通流对拥挤的抑制作用要大于以前模型描述的交通流。 后视效应格子交通流量模型是在前视模型的基础上，引入后视效应，使得系统的稳定性得到明显提高，同时，引入相邻格子之间的相对流量效应，进一步提高了系统对交通拥挤的抑制作用。 |
| 作者： | 朱文兴 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 刘允才 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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