车辆长度和速度对单车道混合交通流的影响

以NaSch模型为基础,采用开放性边界条件,建立由两种长度不一样、最大行驶速度不同的车辆构成的单车道混合交通流模型.通过计算机模拟,研究了车辆的长度和速度对混合交通流的影响.     

延迟概率和路内停车带长度对道路交通的影响

基于NaSch交通流模型,建立有路内停车带的单车道元胞自动机模型,并提出车辆能耗的公式,旨在研究周期边界条件下车辆的延迟概率和路内停车带长度对交通流和车辆能耗的影响.模拟的结果是:车辆在经过路内停车带时的延迟概率越大、路内停车带越长,道路上的车流量和平均速度就越小,车辆的能耗值也越小,道路交通越拥堵.     

基于坡道元胞自动机模型的能耗研究

针对上坡路段汽车需减小车速增大牵引力的现象,假定坡道倾度与车辆在坡道上的最大速度成反比,基于元胞自动机NaSch交通流模型建立包含有坡道的单车道元胞自动机模型,用数值模拟研究在周期边界条件下,坡道长度和倾度对交通流能耗的影响.结果表明:坡道长度和倾度对交通流能耗均有很大的影响,坡道长度越长、坡度越大,车速被限速越厉害,...     

元胞自动机FI交通流模型的能耗研究

在周期边界条件下,通过引入确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,研究单一交通流元胞自动机Fukui-Ishibashi模型(FI模型)的能耗问题.研究发现,FI交通流模型的能耗在最大流量处发生不连续的变化,急剧减少趋近零,其左右各存在交通能耗极大值.在最大流量处,确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布最小,交通能耗随着车辆最大速度的增大,车辆长度的增长和随机减速概率的增大而增加.     

考虑车辆长度及其转向效应的二维元胞自动机混合交通流模型

对BML模型作了扩充,提出混合交通流BML模型,模拟得到它们的密度-平均速度曲线,进而得到系统在不同情况下的临界密度以及车辆长度的影响.考虑到车辆的转向行为,进一步模拟了有车辆转向的情形,得到长车起决定作用的结论.     

混合网联环境快速路交织区交通流特性分析

在混合人工驾驶车辆(human-driven vehicle, HV)与网联自动驾驶车辆(connected and autonomous vehicle, CAV)的交通流环境下，为提升快速路交织区的通行效率与行车安全性，深入分析了混合交通流的基本特性.首先，结合交织区通行能力计算模型，研究交织区域长度、交织交通量比和CAV渗透率等因素对交织区通行能力的影响；其次，推导混合交通流基本图模型，并在不同期望车头时距和CAV渗透率下对混合交通流基本图参数进行分析；最后，通过数值仿真实验，分别探讨在由车辆换道行为所产生的单一扰动和频繁扰动条件下，混合交通流行驶速度与车头间距的时空演化规律及交通流稳定性.结果表明：CAV渗透率的提升可以提高交织区通行能力以及混合交通流交通效率；交织交通量比的减小和交织区域长度的增大可提高交织区通行能力；提升CAV渗透率可以有效提高混合交通流的稳定性，但较小的车头间距也会造成一定的安全隐患.     

驾驶员视角和后视效应对交通流稳定性的影响分析

交通流跟驰模型是微观交通流仿真和交通安全评估的重要工具,在城市交通规划、交通运行宏观调控等方面广泛运用.传统交通流跟驰模型主要考虑车辆参数,对于驾驶员因素不够重视,本文将驾驶员视角引入全速度差(FVD)模型,研究基于FVD模型的扩展模型,结合驾驶员后视效应,利用线性稳定性分析扩展模型的交通流稳定性特点.通过将驾驶员视角用驾驶车辆体型参数进行数据量化,分析车辆体型参数对交通流稳定性的影响.仿真实验表明:本文研究的扩展模型在车距较小的情况下交通流稳定性要优于FVD模型;驾驶员对视角变化的敏感系数越高,整个交通流越稳定;驾驶员后视概率越高,交通流越稳定;对于大型车辆,车流高峰时期为其开辟专用车道能够提高该阶段交通流稳定性.     

VDR混合交通流模型的研究

在交通流VDR模型的基础上,考虑不同类型车辆之间存在的性能差异,其启动、刹车时的随机延迟概率是不同的,从而提出了VDR混合交通流模型.通过计算机数值模拟,得到了混合车辆在不同参数下交通流模型的基本图,并对混合交通流的特性进行了分析和讨论.     

高速公路坡道对交通流的影响

采用周期边界条件,建立单车道不同路段最大速度不同的元胞自动机交通流模型,模拟研究坡道长度、坡道倾度、较慢车混合比例和增设爬坡道对高速公路交通流的影响。结果表明,坡道长度不同时,车辆的临界密度相同,车辆达到临界密度之前的平均速度随坡道长度的增加而减小,在中等密度区域对应的交通流量随坡道长度的增大而减小;坡道倾度增大时,车辆平均速度明显减小,相应的车辆临界密度也减小,在中等密度区域内的最大流量随着坡道倾度增大而迅速减小;只要有较慢车存在,不同较慢车的混合比例对交通流的影响基本相同;增设爬坡道前后车辆的临界密度相同,增设爬坡道后的车辆平均速度比没有爬坡道时大,密度不是特别大时,增设爬坡道可以大大提高高速公路的通行能力。     

基于车辆跟驰理论的交通流动力学模型与数值仿真

为改进交通流模拟,提出了微观与宏观统一的交通流动力学模型.从微观的车辆跟驰模型出发,假设路段单元体中的车流为整体,且单元体的运动遵守拉格朗日坐标系下的车辆跟驰运动模型,那么该模型在变换为欧拉坐标后,与流量方程结合,推导出宏观的交通流动力学模型.模型分析和数值仿真表明该模型能够良好地模拟交通流的堵塞和疏导等现象.     

公路隧道内最佳行驶速度模糊算法

为寻求计算公路隧道内车辆行驶最佳速度的有效方法，将车速、流量、车流密度、能见度、CO浓度、风速、路面状态、时段、工作日、节假日10个影响指标归结为交通状况、环境状况和交通需求3类因素，给出了具有2层模糊决策结构的最佳速度模糊逻辑算法，并进行了算法设计和仿真。仿真结果表明：该方法能针对隧道交通流的实际情况，充分利用与速度密切相关的信息来确定最佳速度，克服了传统算法依赖历史数据或建模困难的缺陷；得到的最佳速度实时性好，准确性高，可为隧道内行驶速度控制提供可靠的依据。     

混合交通中自行车密度-速度关系

为研究中国城市混合交通流中自行车交通流特性,建立了混合交通基本路段的自行车密度-速度关系模型。采用视频拍摄、轨迹捕捉和坐标转换的技术方法获取混合交通基本路段上的运动车辆的轨迹数据。通过对轨迹数据的数据挖掘和回归分析,建立了混合交通条件下的自行车密度-速度关系模型。讨论的模型的适用性条件为:非拥挤情况下的稳定自行车流。自行车密度-速度关系的主要特点是随着自行车密度的增加,车速有上升趋势,这点与机动车的密度-速度关系完全不同。     

混合交通中自行车密度-速度关系

为研究中国城市混合交通流中自行车交通流特性,建立了混合交通基本路段的自行车密度-速度关系模型。采用视频拍摄、轨迹捕捉和坐标转换的技术方法获取混合交通基本路段上的运动车辆的轨迹数据。通过对轨迹数据的数据挖掘和回归分析,建立了混合交通条件下的自行车密度-速度关系模型。讨论的模型的适用性条件为:非拥挤情况下的稳定自行车流。自行车密度-速度关系的主要特点是随着自行车密度的增加,车速有上升趋势,这与机动车的密度-速度关系完全不同。     

基于视频车辆轨迹模型的交通事件自动检测方法研究

 研究了车辆违章逆行、停驻、掉头、倒退、变道五类具有潜在危险的交通（违章）事件,并且运用了基于视频的交通事件自动检测技术所涉及的目标提取、车辆跟踪和事件理解与描述3个步骤实现交通事件的检测。着重研究并分析了车辆跟踪得到的行驶轨迹点,将复杂的车辆轨迹分解为前行、反行、停滞、斜行四类轨迹元素,并且根据4类轨迹元素对车辆的行驶行为进行数学建模,最后通过模型制定合理的检测算法。实验表明,该算法可以有效地区分正常车辆与事件车辆,能够快速准确地检测上述5类交通事件。     

车道被占用对城市道路通行能力的影响

本文是对2013年全国大学生数学建模竞赛A题的解答.通过参考国家标准的道路通行能力评价体系,建立了准确求解道路在发生交通事故后的实际通行能力的数学模型;同时,基于交通流二流理论建立了排队长度分析模型,评估其与各影响因素之间的关系.在问题1中,以红绿灯导致的车流量周期性变化规律为依据,引入相关修正系数对模型进行修正,得出求解实际通行能力的模型.在问题2中,对统计数据进行加权平均后计算出道路的实际通行能力,再对比所堵车道的车流量,分析得车道车流量与通行能力的关系.在问题3中,根据交通流二流理论和流量稳定方程建立排队长度的分析模型,再运用控制变量法和MATLAB制图定性分析车辆排队长度与事故断面实际通行能力、事故持续时间和路段上游车辆数间的灵敏度.在问题4中,利用问题3建立的当量排队模型进行适当推导,即得排队长度达到140 m的时间估算模型.     

城市道路交通管控时间与区域长度控制方法

道路交通是时空问题,交通流在时间与空间上应具有相关性,为指导城市道路交通管理,使城市道路交通流管控时间与管控区域长度精确化。从交通流参数、道路长度、交通运行时间之间的关系、时间占有率与空间占有率的定义出发,定义累计时间占有率与累计空间占有率,得出交通流在时间与空间上的等效性。在此基础上,建立了道路交通流时空关系模型,并将该模型用于计算管控时长与管控区域长度,通过实例验证,得出其可精确计算管控时长与管控区域长度,避免了管控资源的浪费。     

车道被占对道路通行能力影响的定量分析

针对车道被占对城市道路通行能力影响的问题,以差异检验、排队论、车流波动论为基础,求得了事故横断面实际通行能力的变化过程.利用队列分析模型,分析对占道不同的实际通行能力,建立基于车流波动理论的排队长度模型,求解出了排队长度与通行能力、持续时间、上游车流量的关系.     

非均匀路段交通流的元胞自动机模拟

基于细化的 VDR(velocity-dependent-randomization) 模型研究了交通灯控制下非均匀路段道路交通流的演化特征, 并在周期边界下讨论了同相、反相和自组织 3 种交通灯策略对道路通行效率的影响. 模拟结果表明: 对于均匀路段, 低密度下采用同相和反相策略都会出现绿波现象. 同相策略时交通流对路段长度变化不敏感, 而反相时则影响明显, 尤其是存在明显小于平均路长的短路段, 绿波现象也会受到抑制. 在自组织交通灯策略下, 路段交通流对于路段长度变化不敏感, 道路通行效率明显提高, 并在一定密度范围内再现绿波现象.     

山区高速公路车辆上坡最大纵坡及坡长限制

为实现山区高速公路路线设计安全、经济和保护环境,以高速公路交通调查资料为基础,应用汽车动力学原理,提出对山区高速公路车辆上坡行驶的最大纵坡按照理想最大纵坡、缓和坡段纵坡和一般最大纵坡划分的概念,并对纵坡及坡长限制提出建议值。该成果可以指导山区高速公路纵断面设计,并为技术标准的制定提供参考依据。