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《多種效應(yīng)交通流建模及其數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要交通流理論是研究道路上交通流運(yùn)行規(guī)律的理論，它運(yùn)用數(shù)學(xué)和物理學(xué)的有關(guān)知識來描述和刻畫交通流的特征。本文主要研究和改進(jìn)了交通流的車輛跟馳模型和連續(xù)交通流格子模型，提出了全廣義最優(yōu)速度模型、混合最優(yōu)速度模型、廣義最優(yōu)格子交通流模型和后視效應(yīng)最優(yōu)格子交通流模型，運(yùn)用線性理論討論了在不同模型下的均勻交通流的穩(wěn)定性，對全廣義最優(yōu)速度模型和廣義最優(yōu)格子交通流模型運(yùn)用非線性方法進(jìn)行分析，求得了系統(tǒng)的非線性解。其主要的創(chuàng)新點(diǎn)如下：全廣義最優(yōu)速度模型綜合了當(dāng)前車輛前方所有的效應(yīng)，包括交互效應(yīng)，相對速度效應(yīng)等，提出的一個綜合性的
2、模型。在加速和減速過程的數(shù)值模擬中，消除了其它模型存在的明顯缺陷，使得跟隨車輛加速至平穩(wěn)速度時的振蕩幅度最小，而且完全消除了已有模型在減速至零時的負(fù)速度現(xiàn)象，使得現(xiàn)有模型描述交通流現(xiàn)象更加貼近現(xiàn)實(shí)；用線性穩(wěn)定性理論分析模型，得到了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、亞穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性條件；在非線性分析中，得到了改進(jìn)的KdV(Korteweg-deVries)方程，并求出了臨界點(diǎn)附近的紐結(jié)．反紐結(jié)孤立子解，數(shù)值模擬與理論分析的結(jié)果基本一致。混合最優(yōu)速度模型是考慮后視效應(yīng)的車輛跟馳模型，它把后面車輛對當(dāng)前車的作用引進(jìn)到模型中，跟以往模型作了比
3、較，發(fā)現(xiàn)引入后視效應(yīng)可以有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本文中的模型改進(jìn)了已有模型在線性分析中的一個不足，使得模型更加符合實(shí)際宏觀交通流的要求。該模型還做了詳細(xì)的數(shù)值模擬，不僅得到了交通密度波，車頭距曲線，而且得到了交通流的流量．密度的基本原理圖，磁滯回環(huán)等，全面證明了引入后視效應(yīng)的模型描述的交通流具有與以前模型類似的特性，并且優(yōu)于以往模型。廣義最優(yōu)交通流量格子模型是在擴(kuò)展Nagatani模型的基礎(chǔ)上，改進(jìn)前人模型的不足，用格子之間總的交互效應(yīng)取代加權(quán)平均密度作為最優(yōu)交通流量函數(shù)的變量，本模型描述的交通流對擁擠的抑制作用要大于
4、以前模型描述的交通流。后視效應(yīng)格子交通流量模型是在前視模型的基礎(chǔ)上，引入后視效應(yīng)，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到明顯提高，同時，引入相鄰格子之間的相對流量效應(yīng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)對交通擁擠的抑制作用。上海交通人學(xué)博士后工作研究報告關(guān)鍵字：車輛跟馳模型；交通流格子模型；相對速度效應(yīng)；相對流量效應(yīng)；交互作用；后視效應(yīng)；ABSTRACTTrafficflowtheoryisanimportanttheoryonstudyingtheprincipleofthetrafficflowmovingonalanewhichdescribin
5、gtheperformanceofthevehiclesbyusingrelatedknowledgeofthemathematicsandphysics．Inthispaper,wediscussedsomeimprovedmodelsincludingcarfollowingtheoryandlatticeversionofcontinuumtrafficflowmodel．Totalgeneralizedoptimalvelocitymodel，hybridoptimalvelocitymodel，genera
6、lizedoptimalcurrentlatticemodelandbackwardlookingoptimalcurrentlatticemodelwereanalyzedbytheuseofthelinearstabilitytheoryandnonlinearanalysismethodrespectively．ThemodifiedKdVequationwasderivedandthekink-antikinksolitonsolutionwasgottennearthecriticalpoint．Thema
7、innewideasarelistedasfollows：Totalgeneralizedoptimalvelocitymodelisproposedinthepaperwhichtakesalltheeffectsofthefrontvehiclesintoaccountincludingtheinteractionsandrelativevelocities．Weapplythenewmodeltosimulatethemotionofvehiclestocheckouttheaccelerationanddec
8、elerationprocessinducedbytheleadingvehicle．Fromthesimulationresults，wecanknowthatthemotionwhichobeysthenewmodelgeneratesthesmallestoscillationintheaccelerationprocess．Alsoth
