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混合交通流的建模、数值模拟和实测分析
| 论文题名： | 混合交通流的建模、数值模拟和实测分析 |
| 关键词： | 元胞自动机;交通流网络;交通实测;BML模型;LWR模型;数值模拟 |
| 摘要： | 随着社会经济的发展，城市交通的拥堵问题越来越成为影响严重的一个因素，因此，迫切需要对城市道路交通的特性诸如道路拥堵的形成和疏导方法进行研究。一般的城市交通是一个二维混合交通流网络，因此本文主要研究如下几个方面的车辆混合的二维道路交通问题。 首先研究二维道路网络的局部特征。用二维主干道元胞自动机模型来模拟得到主干道和支道流量同车辆占有率之间的关系。在周期边界条件下，混合流模型的基本图会出现一个流量不随车辆占有率变化的平台，其值随车辆的混合比例增加而逐渐变小。我们还考虑了红绿灯不同步变化对模型主干道和支道流量的影响，发现在红绿灯的整体转换周期与同步变化相同的时候，这两种情况下模型的基本图几乎重合，这说明，红绿灯的不同步变化并不显著影响系统的整体流量。 其次研究二维道路网络的整体特性。用BML模型的演化规则结合FI模型得到二维混合车流模型，研究了二维道路上车辆的平均速度随占有率的变化关系。发现模型的临界车辆占有率要远小于BML模型，与混合比例满足幂率关系。同时，还模拟得到车辆空间分布出现新的位形。考虑实际道路上车辆的转向，模拟得到道路上存在车辆转向时长车对交通拥堵的作用。 最后，我们还对一个道路交叉口进行实测和数值分析。通过采用一阶流体力学LWR模型模拟，发现会出现模拟时的堵塞现象，对其进行车辆可消散稳定性分析，得到方程中流量耦合关系所必须满足的条件。使用这个关系进行的模拟，可以很好的得到初始阶段格子流量随密度的变化关系，而非此前用流体力学模拟时常遇到的初始时格子流量随密度很快陡升的不很符合实际的结果。同实测数据对比，模拟得到的道路交通演变情况是比较吻合的，可以表现车辆流在流量较大时车辆拥挤造成的挤压效应，可以表现车辆拥堵的消散过程，同时还验证了道路设计上右转车流设置在道路交叉口下游要优于在交叉口处，这样，可缓解由交通瓶颈引起的交通拥堵。 |
| 作者： | 陈宁国 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 陈光旨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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