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《复旦大学》 2005年
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关于交通流模型中的若干问题

欧忠辉  
【摘要】:交通已成为一个世界性的难题,交通堵塞和交通环境污染带来了巨大的社会压力和经济损失。如何有效地利用交通资源,改善交通供求关系,以科学的交通理论来指导交通建设和交通运营,成为社会所关注的重大问题。交通是人类社会生活中一类伴有复杂相互作用的多体系统,这个系统包括交通工具、交通环境、人等,与物理、力学、数学、信息科学、交通工程学等学科有着内在的联系。开展交通流研究,不仅有深远的科学意义,而且具有重要的工程应用价值。 交通流理论研究的目标是根据交通现象和实测数据,建立能够反映实际交通一般特性的交通流模型,以揭示交通流动的基本规律。根据理论基础和研究方法的不同,可以将各种交通流模型分为宏观模型、中观模型和微观模型。宏观的流体动力学模型,中观的气体动力论模型,微观的跟驰模型、元胞自动机模型因其研究对象相同,不同模型之间可以相互补充、融合,共同发展。流体动力学模型在揭示非线性现象和交通流宏观特性方面有着独特的优势。本论文继续对宏观交通流模型——管流模型进行研究,把非线性稳定性分析与亚稳定性和交通流拥挤机制的二维区域等理论相结合,对速密关系进行了深入的研究。量纲分析是本论文一条重要的线索,本论文大部分的数值模拟和数学分析都是在无量纲化的基础上进行的,模型的相似性和模型参数范围、相互关系的确定也用到量纲分析理论。本论文的主要工作如下。 不同交通流模型在解释一些交通现象上具有相似性,不同交通流模型的参数之间可以进行比拟。因此,我们把量纲分析引入到交通流模型中,对流体动力学模型中的参数进行了研究。经过无量纲化后,这些参数之间呈现出一定的关系式:松弛时间与等效音速成反比;高速公路上的松弛时间比低速公路上的松弛时间大;高速公路上的等效音速比低速公路上的等效音速小。对一类交通现象进行数值模拟,将模拟结果对比实际交通的要求来确定模型参数的范围。根据量纲分析方法和相似性原理对管流模型的交通状态指数取值进行了研究。 对一些常见的各向同性和各向异性交通流模型进行了总结,归纳出一个一阶两方程交通流模型的一般形式。对此一般形式进行了线性和非线性稳定性分析,发现以参数形式给出的非线性稳定性的一般准则与线性稳定性的一般准则在判别稳定性上是一致的。其中,PW类模型和Zhang类模型的线性稳定性判据是一致的,而非线性稳定性判据是相似的,仅相差一个正系数,都依赖于初始
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U491.112

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 林之;基于流体动力学的交通流模型与信号控制仿真软件研制[D];北方工业大学;2006年
2 韩亚红;基于宏观交通流动力学模型的信号控制与仿真研究[D];北方工业大学;2007年
3 徐微;基于信息融合的交通流检测方法的研究[D];兰州理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴正;交通流的动力学模拟与测量方法[J];复旦学报(自然科学版);1991年01期
2 吴正,周炯,张旭辉,王汉云,邓红宇,李明月,李爱国;关于交通流动力学模型的测量研究与分析[J];复旦学报(自然科学版);1991年02期
3 ;A new dynamics model for traffic flow[J];Chinese Science Bulletin;2001年04期
4 吴正;周家嘴路车流起动波速统计研究[J];交通运输工程学报;2002年01期
5 吴正;低速混合型城市交通的流体力学模型[J];力学学报;1994年02期
6 吴正;关于一阶双曲型方程组差分解的数值稳定性[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年03期
7 汪茂林,吴正;高速公路交通事故和干涉车流波的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2001年03期
8 吴正;关于交通流动力学模型与交通状态指数研究[J];水动力学研究与进展(A辑);2003年04期
9 欧忠辉,陶明德,吴正;关于交通流无量纲参数的识别[J];水动力学研究与进展(A辑);2004年02期
10 姜紫峰;高速公路动态交通流的建模与控制策略[J];信息与控制;1996年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姜锐;吴清松;;ANALYSIS OF THE STRUCTURAL PROPERTIES OF THE SOLUTIONS TO SPEED GRADIENT TRAFFIC FLOW MODEL[J];Acta Mechanica Sinica;2004年01期
2 ;A continuum traffic flow model with the consideration of coupling effect for two-lane freeways[J];Acta Mechanica Sinica;2011年02期
3 ;Video-based measurement and data analysis of traffic flow on urban expressways[J];Acta Mechanica Sinica;2011年03期
4 孔宪娟;高自友;李克平;;考虑近邻和次近邻车辆影响的单车道元胞自动机模型[J];北京交通大学学报;2006年06期
5 吴先宇;袁振洲;李艳红;曹守华;;单车道双概率元胞自动机模型[J];北京交通大学学报;2008年06期
6 游宇;何立东;王维民;沈伟;;多功能旋转机械故障自愈调控实验台[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年01期
7 王琪;陈宇峰;;基于人工神经网络的交通事件检测[J];成都电子机械高等专科学校学报;2006年02期
8 ;One-Dimensional Traffic Model to Consider Priority of the Stochastic Deceleration[J];Communications in Theoretical Physics;2004年03期
9 ;A Modified Sensitive Driving Cellular Automaton Model[J];Communications in Theoretical Physics;2005年02期
10 ;A Two-Lane Cellular Automata Model with Influence of Next-Nearest Neighbor Vehicle[J];Communications in Theoretical Physics;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 戴世强;;交通流研究与技术科学思想[A];祝贺郑哲敏先生八十华诞应用力学报告会——应用力学进展论文集[C];2004年
2 王立锋;李正熙;;基于车辆跟驰理论的交通流动力学模型与数值仿真[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
3 陈军华;赵凛;张星臣;;基于元胞自动机理论的交通流模拟研究进展[A];第10届计算机模拟与信息技术会议论文集[C];2005年
4 钟东宁;陈森发;;道路交通系统之复杂多尺度建模[A];江苏省系统工程学会第十一届学术年会论文集[C];2009年
5 孔宪娟;高自友;;基于双倍视距的交通信号控制的元胞自动机模型[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
6 唐铁桥;黄海军;;两车道双向交通流的动力学模型[A];可持续发展的中国交通——2005全国博士生学术论坛(交通运输工程学科)论文集(上册)[C];2005年
7 东明;戴世强;;地面交通流对高架匝道畅通度的影响[A];第十三届全国水动力学研讨会文集[C];1999年
8 雷丽;董力耘;戴世强;;右转车流对主干道的“挤压"干扰效应[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
9 张鹏;戴世强;刘儒勋;;多等级交通流中的非线性波及其数值模拟[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
10 戴世强;薛郁;雷丽;;关于交通流的流体力学模型[A];第十八届全国水动力学研讨会文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晨;基于细胞自动机方法的城市交通流模拟及优化[D];华中科技大学;2010年
2 谢东繁;基于微观模型的城市道路交通流若干典型问题研究[D];北京交通大学;2011年
3 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
4 孙舵;道路交通流元胞自动机模型中的相变现象研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 韩祥临;基于智能交通系统的交通流建模和拥堵控制研究[D];上海大学;2010年
6 郑贤清;基于交通录像资料的交通流参数测量和模型研究[D];复旦大学;2011年
7 贾宁;交通流元胞自动机模型的解析与应用研究[D];天津大学;2010年
8 罗莉华;汽车自适应巡航控制及相应宏观交通流模型研究[D];浙江大学;2011年
9 马建明;信号交叉口优化设计及其微观仿真研究[D];北京工业大学;2001年
10 郭大蕾;车辆悬架振动的神经网络半主动控制[D];南京航空航天大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李晓雪;基于元胞自动机模型的公交线路系统建模与模拟[D];北京交通大学;2010年
2 朱久平;基于元胞自动机模型的可变信息标志(VMS)对交通流特性影响研究[D];北京交通大学;2011年
3 张海亮;一种基于空心柱体结构的光纤Bragg光栅下旋式同轴圆筒粘度仪[D];昆明理工大学;2009年
4 刘金鹏;基于模糊逻辑算法的高速公路入口匝道控制系统研究[D];河北农业大学;2011年
5 张芳菲;基于元胞自动机的房产泡沫破裂模型[D];北京交通大学;2011年
6 王昊;高速公路入口匝道单点控制方法的研究[D];大连海事大学;2011年
7 王春蕾;基于热力学熵的城市快速路辅路的交通状态判别方法研究[D];东北林业大学;2011年
8 张万锋;环翼式桥(闸)墩防冲刷实验研究[D];内蒙古农业大学;2011年
9 阴丽娜;基于节点可达性的城市路网交通状态判别方法研究[D];长安大学;2011年
10 任萍;姜—吴交通流模型的研究与数值模拟[D];长安大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 毛保华,杨肇夏,陈海波;道路交通仿真技术与系统研究[J];北方交通大学学报;2002年05期
2 徐中明,贺岩松;国外智能交通系统研究动向[J];汽车工业研究;2001年01期
3 韩明;基于无失效数据的可靠度的估计(英文)[J];纯粹数学与应用数学;2002年02期
4 王威,周军红,王润生;多传感器数据融合的一种方法[J];传感器技术;2003年09期
5 柳海峰,姚郁,卢迪,马杰;Kalman滤波新息正交性抗野值法研究[J];电机与控制学报;2003年01期
6 安居白,骆彤,刘刚;一个Bayes数据融合模型及其在发酵控制中的应用[J];大连轻工业学院学报;2000年02期
7 王立锋;李正熙;;基于车辆跟驰理论的交通流动力学模型与数值仿真[J];东南大学学报(自然科学版);2005年S2期
8 张伯生,任翔;城市单交叉路口多相位智能控制方法与计算机仿真[J];系统工程;2001年06期
9 李洪志,陈冬清;数据融合技术[J];高技术通讯;1994年06期
10 宋颖华;交通检测技术及其发展[J];公路;2000年09期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 商蕾;城市微观交通仿真及其应用[D];武汉理工大学;2003年
2 李威武;城域智能交通系统中的控制与优化问题研究[D];浙江大学;2003年
3 李良群;信息融合系统中的目标跟踪及数据关联技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 翁彦琳;城市混合交通系统建模与仿真研究[D];浙江大学;2002年
2 李进平;交通流的流体力学模型与数值模拟[D];武汉理工大学;2003年
3 路静;基于TSIS的城市道路交通流仿真研究[D];武汉理工大学;2004年
4 白立岗;城市道路交叉口的交通流仿真研究[D];长安大学;2004年
5 徐姣杰;数据融合中的态势估计技术研究[D];西北工业大学;2005年
6 何最红;基于视频的交通流参数检测方法研究[D];广东工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘连芳;基于RFID和ZigBee技术的智能信号灯控制系统[D];长春工业大学;2011年
2 任淑云;基于粒子滤波算法的交通状态估计研究[D];北京交通大学;2010年
3 卜文萍;面向车流量检测的视频图像处理算法研究[D];江西理工大学;2012年
4 徐锡杰;动态路径诱导系统的研究[D];西安电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴正;交通流的动力学模拟与测量方法[J];复旦学报(自然科学版);1991年01期
2 吴正,周炯,张旭辉,王汉云,邓红宇,李明月,李爱国;关于交通流动力学模型的测量研究与分析[J];复旦学报(自然科学版);1991年02期
3 吴正;周家嘴路车流起动波速统计研究[J];交通运输工程学报;2002年01期
4 宫晓燕,汤淑明,王知学,陈德望;高速公路交通流建模综述[J];交通运输工程学报;2002年01期
5 王明祺;交通流理论的研究进展[J];力学进展;1995年03期
6 吴正;低速混合型城市交通的流体力学模型[J];力学学报;1994年02期
7 吴正;关于一维非恒定流方程的差分格式、底摩擦项形式和数值稳定性的关系[J];水动力学研究与进展(A辑);1990年03期
8 吴正;关于一阶双曲型方程组差分解的数值稳定性[J];水动力学研究与进展(A辑);1992年03期
9 汪茂林,吴正;高速公路交通事故和干涉车流波的数值模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2001年03期
10 冯苏苇;交通流的动力学模型与数值模拟[J];上海大学学报(自然科学版);1997年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何显慈;;交通流的突变模型[J];长沙交通学院学报;1986年02期
2 欧忠辉,吴正,陶明德;量纲分析理论在交通流分析中的应用[J];交通运输工程学报;2005年01期
3 吴大艳,谭惠丽,孔令江,刘慕仁;三车道元胞自动机交通流模型研究[J];系统工程学报;2005年04期
4 赖兴珲;陈以平;;色灯下的交通流模型与特征线的研究[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2006年01期
5 吴大艳;;三车道有管理元胞自动机交通流模型的研究[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2007年01期
6 齐驰;王轶;;交通流模型参数的近似动态规划辨识方法[J];控制与决策;2011年07期
7 杨雷;高速公路交通流优化模型及分析[J];重庆交通学院学报;1994年01期
8 姜紫峰;高速公路交通流控制仿真的若干问题[J];中国公路学报;1996年03期
9 杨青勇,谭惠丽,孔令江,刘慕仁;元胞自动机双车道模型耦合效应研究[J];广西科学;2003年01期
10 牟勇飚,钟诚文;基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型[J];物理学报;2005年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄志鹏;石琴;;交通流元胞自动机模型综述[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
2 杜豫川;白旭;周小鹏;孙立军;;基于ATMS实测数据自由流车速分析研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年
3 郝媛;干宏程;徐天东;孙立军;;城市快速路交通流特性分析及参数估计[A];第一届中国智能交通年会论文集[C];2005年
4 刘章;莫业柳;田欢欢;薛郁;;城市主干道中自控红绿灯的交通影响[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
5 高坤;汪秉宏;付传技;杨会杰;陆玉凤;;一种与堵塞集团尺寸相关的慢启动交通流元胞自动机模型[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
6 郭四玲;韦艳芳;薛郁;陈光旨;;一维元胞自动机交通流模型时空间距分布的研究[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集(上册)[C];2005年
7 陈晨;陈建桥;;交通流数值模拟及信号灯控制策略研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
8 董力耘;薛郁;戴世强;;城市交通流一维元胞自动机模型[A];自然、工业与流动——第六届全国流体力学学术会议论文集[C];2001年
9 夏玉显;陈伯文;刘章;薛郁;;单向高速路双车道交通流扰动的数值模拟[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
10 盘佳秀;康三军;梁玉娟;薛郁;;右转车流对城市道路交叉口交通的影响[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁亚东;LWR交通流模型的熵解的显式构造[D];中国科学技术大学;2007年
2 林杉;高速公路隧道交通流模型与应急交通控制预案研究[D];长安大学;2012年
3 张薇;自动机和链编码的理论研究与应用[D];华东师范大学;2006年
4 欧忠辉;关于交通流模型中的若干问题[D];复旦大学;2005年
5 丁中俊;元胞自动机交通流模型中的相变现象和解析研究[D];中国科学技术大学;2012年
6 谭满春;面向ITS的高速公路网交通分配与入口匝道控制方法研究[D];华南理工大学;2000年
7 邹杰;基于元胞自动机的交通流模型研究[D];山东科技大学;2007年
8 付传技;交通流模型的研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 李兴莉;交通流的随机因素分析和相变研究[D];上海大学;2008年
10 郑贤清;基于交通录像资料的交通流参数测量和模型研究[D];复旦大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘李雅;计算流体力学方法在交通流模型上的应用研究[D];长安大学;2011年
2 常丑娥;双车动力学交通流模型的研究与数值模拟[D];长安大学;2010年
3 任萍;姜—吴交通流模型的研究与数值模拟[D];长安大学;2011年
4 张笑梅;基于元胞自动机和模糊推理的交通流模型研究[D];大连理工大学;2013年
5 盛春;基于元胞自动机和模糊控制的交通流模型研究[D];长安大学;2011年
6 邵奇;基于敏感驾驶的多速混合元胞自动机交通流模型的研究[D];兰州理工大学;2013年
7 刘强;基于元胞自动机交通流模型的车辆启动效应和能耗影响的研究[D];广西大学;2013年
8 李晓松;VTS模拟器中交通流模型的研究[D];大连海事大学;2012年
9 吴大艳;三车道元胞自动机交通流模型的研究[D];广西师范大学;2004年
10 王兵;元胞自动机交通流模型的数值模拟和相变特性分析[D];兰州理工大学;2013年
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