尖点突变理论在交通流预测中的应用

运用尖点突变理论从三维空间分析交通流三参数关系，并藉此得出我国高速公路通行能力及其速度预测值，划分稳定流和拥挤流，建立符合我国公路交通实际工况下的高速公路速度－流量模型，用实例数据验证了尖点突变理论在交通流预测中应用的可行性，最后，讨论了其应用前景和存在的问题与不足。     

考虑摩擦干扰的机非混合交通流元胞自动机仿真

自行车与机动车混行是我国道路上最常见的交通流形式,而元胞自动机(CA)是研究交通流的有力工具。实际观察表明,与高、低速机动车混合交通流不同,自行车流对机动车流的影响形式主要是摩擦干扰而非阻滞干扰。鉴于此提出了一种考虑摩擦干扰的自行车-机动车混合交通流元胞自动机模型,自行车与机动车分道行驶,但当自行车距离机动车道很近时将给机动车带来侧向安全压力从而引起机动车的减速。通过仿真试验,发现摩擦干扰使得机动车流量-密度曲线更加平滑,并且随着自行车密度增大,中、低密度车流的流量有显著降低,而高密度车流的流量没有明显变化,通过与实测数据的对比,证明该模型能够反映真实混合交通流的关键特性。     

自行车干扰下机动车交通流的元胞自动机模型

用NS模型和EBCA1模型分别描述机动车流和自行车流的行为,用摩擦干扰和阻滞干扰体现自行车对机动车的干扰作用,建立了自行车干扰下机动车交通流模型并利用数值模拟研究了其行为,并通过与实测数据的对比证明了模型的合理性.通过分析仿真数据发现,机动车流受到的主要干扰形式取决于两种车流的密度.自行车的干扰主要影响到低密度的机动车流,使其流量、速度都有较明显降低.同时,机动车流中阻塞的发生更加频繁但持续时间较短.     

快速路交通流状态突变边界提取及其演化规律

为解决快速路日益严重的拥堵现象,探讨其交通运行状态及演化规律,确定交通状态判别标准。运用交通仿真平台Vissim软件进行模拟分析,应用谱聚类分析算法精确提取交通状态突变边界,结合尖点突变理论,研究分析不同时间、位置的交通流状态。结果表明：交通流在自由流与拥堵流两种状态之间相互转化时,存在明显的突变现象。     

基于小波支持向量机的电梯交通流预测模型

考虑到电梯交通流本身所存在的非线性、复杂性和随机性,提出了一种基于小波支持向量机的电梯交通流预测模型.该方法采用菜大厦实测的4周交通流数据,以前三周统计的交通流时间序列构成训练样本对预测模型进行训练,后一周的交通流时间序列作为测试样本.仿真实例验证了该模型在精度、训练时间、泛化能力、最优性等方面取得了较好的效果.     

仿真交通流混沌特性研究

基于非线性跟驰模型建立了由五辆机动车组成的动态仿真模型,利用Matlab软件产生了五辆机动车的仿真交通流,给出了在一定参数组合下前后车辆之间的车头间距、速度差随时间变化的过程曲线.并结合实际交通系统的特点,对仿真结果做了理论分析.基于混沌时间序列分析方法,提出了证明非线性跟驰模型产生的仿真交通流具有混沌特性的一种方法,并分析了模型参数对仿真交通流动态特性的影响.该研究结果有助于进一步理解实际交通流系统的动态特性,并为短时交通流预测、诱导方法和智能交通控制提供理论依据.     

一种新的混合车流下的元胞自动机交通流模型

在我国高等级公路上的车流主要是混合车流,而一般的交通流理论都是以小车流为对象进行研究和建模的。元胞自动机模型可以比较好地模拟交通流,新建立的混合车流下的元胞自动机交通流模型,除不同车型的车速上限不同外,而且车辆运行中所占元胞格点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,发现纯小车流、将大车按线形换算成小车流与混合车流的车流运行状态不尽相同,而且在车速方面差别更大。只要在车流中存在大车,整个车流的速度就会受到较大的影响,但车流密度较低时,车型比例对车速的影响又不是很明显,但平均速度低于大车的最大速度。另外,本模型为进一步更好地描述混合车流奠定了基础。     

考虑公交车辆影响的城市交通流元胞自动机模型

城市道路上的车流主要是公交车和小汽车混合流,而一般交通流理论都是以小汽车流为对象进行研究和建模。在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,提出了一种考虑公交车辆影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型,重新标定了元胞长度、运行车速、随机慢化机制,引入了公交车辆,设定了公交车停靠站、改进了车辆变换车道规则,小汽车与公交车不仅最大速度不同,而且车辆运行中占用元胞点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,再现了传统交通流三参数之间的关系,发现纯小车流与考虑公交车流相比阻塞项更为明显和规律,只要在车流中存在公交车,整个车流的流量和速度就会受到较大的影响。为进一步更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型

针对我国城市交通特点，在改进经典的高速道路网宏观交通流模型METANET的基础上，提出了面向控制的城市快速路网宏观动态交通模型。该交通模型能够更好地描述快速路出口匝道流出能力受限、快速路主线起始点车流以及快速路主线车速控制等现象。对上海高架快速路的实际交通流数据进行了仿真研究，结果表明该模型较好地反映了城市快速路交通流的动态演化特征，可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具。     

基于多值元胞机的混合非机动车通行能力研究

电动自行车在我国飞速发展,其与自行车所形成的新的混合非机动车流呈现出与传统单一自行车流不同的运行规律,目前这一领域却缺乏相应的研究。针对这种混合非机动车流建立了一种适应于系统内存在更高速度车辆的多值元胞自动机模型来模拟其运行状况,从而得到了混合非机动车流在不同参数下交通流模型的流密图。结果显示:当电动自行车所占比例提高,混合非机动车流通行能力会得到相应提高,然而,车流鲁棒性变差;因换道机理不同,与混合机动车流相比,混合非机动车流通行能力随低速车比例增加下降较慢;当车道从2米变为3米时,通行能力可增大约68%。