交通流理论与服务水平

提出了新的交通流连续性假设,引入了车域和定常交通流的概念,重新定义了交通流的动量,调整了交通流与流体流的比拟关系.以此为基础,建立了交通流的欧拉方程和考虑粘性的运动微分方程,得出了广义交通压力的定义.联立解连续性方程和考虑粘性的运动微分方程,得到了交通流参数之间的关系.提出了以量纲一交通压力评价道路服务水平的指标体系.最后,采用广州至深圳及广州至佛山高速公路实测数据对研究结果进行了验证.     

交通流中的自组织临界性研究

交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为。由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合作用所引起的高阶时空关联,采用传统的考察局域点车辆占据状态的动力学演化方法,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述。作者摒弃传统思路,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法, 通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程,所得结果与模型的直接数值模型可以精确地吻合。基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为,进一步提出两种新的一维交通元胞自动机模型－限制加速模型和追尾车随机减速模型。应用考察车距动力学演化的方法,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程。这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义。     

基于交通噪声分析的交通流状态识别方法

车辆行驶时的声音主要由发动机噪声、轮胎噪声、空气涡流噪声、排气噪声组成,多个车辆构成的交通噪声取决于道路的交通流状态.在分析现有交通状态识别方法和车辆声音特性的基础上提出了一种利用交通噪声的交通状态识别方法.按照车速将交通流分为自由流、饱和流和交通拥堵3种状态,对不同交通流状态下的交通噪声信号进行谱分析,以归一化的峰值频率作为特征,用支持向量机对不同的交通流状态进行识别.试验结果表明,通过交通噪声能够正确识别不同的交通流状态,具有较高的识别精度.     

交通流Breakdown现象与交通扰动演化模型

建立了用以间接证明交通流自发breakdown现象的交通扰动演化模型.基于跟车思想制定了"继承"和"改变"两种车辆行驶规则;基于交通波动理论刻画了车辆经历扰动的减速波和加速波,并结合到达车流的车头时距分布,建立了扰动演化模型.模型考虑了"迟滞"现象和"二次扰动"现象,采用蒙特卡罗方法进行数值模拟,对比了五种形式的breakdown概率,分析了模型中重要参数对计算结果的影响及原因.     

基于交通指数云图的宏观交通流分析方法综述

基于交通流分析在智能交通研究和应用中的重要性,聚焦路网交通流分析方法的回顾,综述了宏观尺度的路网交通流分析方法的研究现状.从微观、中观、宏观3个方面梳理了交通流分析方法的基本类型;重点阐述了宏观交通流分析中的交通拥堵指数的基本概念及其计算方法;随后基于交通拥堵指数提出交通指数云图的概念;最后对基于交通指数云图的路网交通流分析进行了讨论,并对其发展和应用前景进行了展望.     

适应性交通流连续性模型

【目的】考虑人的主动行为在复杂的交通系统所起的作用,从微观机理出发,利用气体动理学理论建立交通流连续性宏观模型,研究交通的拥堵现象。【方法】假定单一司机的期望速度与其局域瞬时速度成正比,考虑司机期望速度随时间的驰豫变化,利用广义Paveri-Fontana等式,通过运用距方程和Chapman-Enskog方法,导出类Naveri-Stokes方程的适应性交通流模型;然后对适应性交通流模型进行线性稳定性分析,并通过数值分析验证适应性模型的合理性。【结果】适应性模型能更好地解释高密度下的时停时走交通现象,描述交通堵塞的消散过程,反映右转车流的"挤压"效应。【结论】引入司机的期望速度的宏观交通流动力学方程能较好模拟高密度的交通拥堵现象。     

交通流的动力学模拟与测量方法

用动力学方法建立交通流的数学模型,提出与交通流中“压力”比拟有关的基本假定。给出了一种实际应用中如何测定模型核心参数——交通状态指数的方法,以及若干测量数据。     

微观车辆仿真模型分类对比研究

车辆跟驰模型是微观交通流仿真的一个基本模型，它是构成许多重要研究领域的基石．把车辆跟驰模型分为基于交通工程的跟驰模型和基于交通心理学的跟驰模型以及基于二结合观点的跟驰模型．从交通工程、交通心理学及二相结合的角度对几个常见的车辆跟驰模型进行了比较研究，介绍了各车辆跟驰模型的建模原理以及它们各自的特点，重点阐述了它们在微观交通模拟中的应用．     

基于SUMO软件的异构交通流仿真平台车辆模型开发与集成

采用实车参数和实际道路试验数据对基于SUMO软件的车辆模型进行优化,构建了具备自动驾驶全工况测试能力的高保真车辆运行特性模型,并与SUMO软件交通流仿真集成,形成了面向混合异构交通流的仿真平台。最后,通过典型交通运行场景对集成效果进行准确性和可用性验证。     

智能交通控制网络的短时交通流预测研究

随着交通压力的逐步增加,对交通流实现短时的预测可以大大提高交通控制的工作效率。本文针对交通控制短时交通流预测的问题,以多堆标度法进行短时交通漉数据的采集和处理,详细阐述了根据此方法进行短时交通流预测体系的建立和使用。此种预测方法的实现,改变了传统交通流预测方法存在的弊端,提高了智能交通控制网络的短时交通流颓洲的功能,减轻了交通控制部门的压力,提高交通控制的工作效率。     

基于热力学熵的交通流模型

在分析热力学熵的基础上,讨论了交通流类热力学熵的构造方法,并构造了适用于不同情况下的交通流熵。通过对系统熵变的分析,揭示了交通流熵产生的内部机制,导出了熵产生公式。最后依据熵理论,导出了路段交通系统的交通流状态变化的微分方程,并建立了动态交通流模型。研究结果表明,此法不仅对已有理论具有包容性,而且具有普适性。     

混合交通流的动力学模型及其特征关系

引入超车换道流量,建立了混合交通流的连续性方程;通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程,连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．采用特征线法对模型进行分析求解,在高速低密度区和低速高密度区分别得到了两组特征线和对应的特征关系式．特征关系式中包含了超车换道流量以及干道速度、密度和流量,是研究混合交通流参数之间关系的基础．     

交通流的流体模型理论

简单介绍了交通流理论的发展概况 ,指出交通流理论在目前有着广阔的发展前景 研究了交通流的流体模型理论 ,从速度 -密度关系出发 ,求得车流密度的一般表达式 由此表达式分析车流密度的变化情况 ,得出车流密度的时空图 同时对有匝道的流体模型理论 ,给出了一种求解流体模型方程的差分格式 ,从而迭代出了车流密度的变化情况 ,也给出了车流密度的时空图     

道路交通系统类热力学熵及其应用

基于道路交通系统的组成、特点和状态与热力学系统的相似性，应用熵对其进行描述．通过分析热力学熵的系统参数广延量(热流)和强度量(温度)，用交通量、密度和速度构造了道路交通系统的类热力学熵，揭示了道路交通系统类热力学熵产生的内部机制．并通过分析熵与流和力的关系，应用熵理论建立了动态密度模型和速度模型，为交通规划和交通系统仿真提供了基本原理及理论基础，使较为松散的理论体系系统化．     

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.     

考虑预估驾驶行为的跟驰模型及其稳定性分析

在 OV 模型的基础上,进一步考虑预估驾驶行为对车流的影响,提出一个新的跟驰模型以获得预估驾驶行为与交通拥堵的关系。通过对新模型进行稳定性分析得到了系统的临界稳定条件。数值仿真结果表明：新模型能够模拟诸如时停时走、系统临界相变等实际交通现象,较 OV模型更贴近于实际。同时,预估驾驶行为增强了交通流稳定性能,提高了车流陷入交通阻塞状态的阈值。最后以车速的平滑度和波动幅度最小为评价指标得到了新模型中预估参数的最优取值范围。     

城市路外停车场出入口交通组织分析

从分析城市道路路外停车设施出入口对城市动态交通的影响入手,运用排队论方法进行了停车场入口道长度的设计,设计了停车场出入口交通组织方式,并根据不同路外停车场规模、不同车辆驶入(驶出)率、不同周边道路交通流条件对停车场出口道设置的影响,进行停车场出口道通行能力及服务水平计算方法研究和评价分析,论文最后对镇江市大市口地下停车库出入口道路设计进行实例分析.     

水平井筒内与渗流耦合的流动压降计算模型

水平井筒内压降对水平井生产动态有较大影响。分析了水平井生产时与渗流耦合的水平井筒内单相变质量流的特性后,从水平井筒内流动出发,根据质量守恒原理和动量定律导出了裸眼完井和射孔完井的水平井筒内压降计算基本公式,并根据势迭加原理导出了油藏内渗流的压力方程。在此基础上,建立了石油工程上实用的水平井筒内压降计算新模型,给出了实例计算结果。     

基于MFD的模拟超饱和路网交通控制策略优化

为了缓解城市路网频繁出现的超饱和交通堵塞,本文以堵塞区域路网各条路段上行驶的车辆数作为状态变量,建立路网交通的状态方程,分析路段上车辆数变化规律;同时,基于交通流宏观基本图,以路网中路段累积车辆数最优作为控制目标,建立关于堵塞区域路网系统的离散状态优化控制模型,并将该模型在某城市新区进行模拟算例应用。结果表明,这种基于交通流宏观基本图的优化控制策略能有效缓解城市路网中超饱和交通堵塞,使路网整体输出效率得到明显提升。