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《西南交通大学》 2010年
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混合交通流动力学建模研究

安维胜  
【摘要】: 交通流理论是研究交通特性的一门边缘科学,交通流模型则是用来简化分析交通流及评估假定的交通控制策略的重要方式,为交通管理者和使用者提供包括路网规划设计、交通管理等理论依据。但中国特有的混合交通流形式,使得国外的交通流理论与方法在中国不能完全适用。因此,针对中国的交通流特点,研究由不同车型形成的混合交通流的作用机理,建立能描述混合交通流的动力学模型,对提高混合交通流的可控性,改善日益严重的交通拥挤状况具有重要的理论意义,同时更具有实际意义。 论文在现有连续交通流模型研究基础上,针对由不同机动车型构成的混合车流建立了新的动力学模型,包括模型的推导、参数的标定、模型的离散、模型的性能分析及效用验证。主要内容包括: 介绍交通流理论国内外研究现状,分析交通流动力学一阶模型及高阶模型后,指出现有交通流动力学模型的特点和亟待解决完善之处,并总结出交通流基本参数间的关系模型和常用的数值方法。综合分析了交通流的构成及交通特性、交通流的分类、混合交通流的形成及交通流的基本特征。 分析传统车辆跟驰模型推导过程,将传统跟驰模型推导过程的简化项定义为车辆间的干扰,分析其在混合交通流中不能简化的机理,并导出混合交通流中的粘性项,建立了新的车辆跟驰模型;提出新的速-密函数和弛豫时间函数;采用动力学建模方法,建立了新的交通流动力学模型;给出模型的迎风差分和Lax差分数值解;通过编制的优化程序对模型参数进行标定。 针对现有动力学高阶模型存在的问题,对模型做了数学特性及性能分析,证实新模型在理论上能解决困扰现有高阶模型的几个问题:特征根问题、车辆倒退问题、线性稳定性问题、间断的传递、拥堵的消散、簇的传递及状态的转换问题。 重新定义了交通拥挤,并以此来定义一个无量纲量来量化交通拥挤度,建立模型。该模型考虑了车型比例、交通条件及交通环境等因素,通过设定阈值,以交通拥挤度值大小来划分交通状态。通过实例验证,证实模型能够真实、客观的描述交通拥挤状态,有良好的通用性。 最后,本文设计试验,采集交通实测数据,模型进行定性和定量的效用验证,并将其与模型仿真数据进行对比,包括与其它典型的高阶连续流模型的仿真数据间的对比,试验结果说明本模型不仅能合理解释交通现象,而且仿真数据能够与实测数据较好的拟合,仿真速度也很快。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U491.112

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈小红;混合交通环境下城市道路交通信号控制优化模型研究[D];北京交通大学;2012年
2 陈玲娟;事故影响下随机交通网络动态可靠性[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈大飞;基于社会力的城市道路混合交通流建模与分析[D];中南大学;2011年
2 郭翠玲;基干LS-WSVM旳城市交通流预测方法研究[D];西南交通大学;2013年
3 马宁宁;基于分布式流体网络的电力系统机电扰动传播研究[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 路加;交通拥挤的度量方法与基于浮动车的交通拥挤检测[D];清华大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 朱小刚;高速公路视觉空间研究及其在景观规划中的应用[D];华南理工大学;2010年
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7 冯斌;液压油有效体积弹性模量及测量装置的研究[D];浙江大学;2011年
8 孟庆鸿;松科1井复杂地层取心钻具及泥浆优化设计和应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李炜;基于ARM的城市多路口智能交通控制器设计[D];安徽工程大学;2010年
2 范宇萃;基于时空相关性分析的城市交通模式评价研究[D];山东科技大学;2010年
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6 崔静怡;基于车载导航系统的大区域路径规划算法的设计与实现[D];山东科技大学;2010年
7 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年
8 吴志中;航空液压系统压力模块动态特性的研究[D];郑州大学;2010年
9 万新超;蜂窝密封流动性能与模化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱大琳;中国特大城市混合交通流研究[J];北方交通大学学报;1999年05期
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9 王殿海;金盛;宋现敏;汪志涛;;城市混合交通控制设计理念与方法[J];城市交通;2008年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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8 关宏亮;大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D];华北电力大学(河北);2008年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 方宇;小波支持向量机在交通流预测中的应用研究[D];大连理工大学;2010年
2 王赛政;动态交通条件下车辆导航系统的最优路径规划方法研究[D];长沙理工大学;2010年
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5 徐永俊;基于混沌和SVR的短时交通流预测方法研究[D];西南交通大学;2011年
6 李娜;路段行人过街信号与交叉口信号协调控制研究[D];东南大学;2004年
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9 黄啸;支持向量机核函数的研究[D];苏州大学;2008年
10 闫广新;变速双馈风电机组建模与并网稳定性研究[D];新疆大学;2008年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李珊珊;平交路口机动车自行车行人及其相互干扰微观行为模型研究[D];北京交通大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 左俊中;城市过江桥梁接入交叉口混合交通流信号控制优化方法[D];武汉理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 雷丽;城市高架路-匝道-地面交通的交互作用及交通流特性研究[D];上海大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 路加;交通拥挤的度量方法与基于浮动车的交通拥挤检测[D];清华大学;2003年
2 马国旗;城市道路交通流特征参数研究[D];北京工业大学;2004年
3 王江锋;高速公路交通拥挤状态自动识别方法研究[D];吉林大学;2004年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 陈锦胜;世界知名企业成功营销攻略[N];中国信息报;2006年
4 本报记者 毛黎;伦敦交通面面观[N];科技日报;2003年
5 ;讲真话 建诤言 显真心 见真情[N];联合时报;2008年
6 记者 张玉萍;永和县“双超”治理工作见实效[N];临汾日报;2008年
7 王高山;走路的人离污染更远[N];中国妇女报;2006年
8 白涛;后视镜和转向灯的使用技巧[N];中国石油报;2006年
9 西门子总裁兼首席执行官冯必乐博士;基础设施 永久受益 安全保障[N];北京日报;2002年
10 徐苹芳;要废除“旧城改造”的思路[N];中国经济时报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 安维胜;混合交通流动力学建模研究[D];西南交通大学;2010年
2 郭欢;基于灰理论的短时交通流动力学建模预测与优化研究[D];武汉理工大学;2013年
3 张晋;基于元胞自动机的城域混合交通流建模方法研究[D];浙江大学;2004年
4 董春娇;多状态下城市快速路网交通流短时预测理论与方法研究[D];北京交通大学;2011年
5 李杰;混合交通流的动力学模型及其基本参数研究[D];武汉理工大学;2005年
6 黄玲;混合交通流无信号交叉口自行车微观行为研究[D];北京交通大学;2007年
7 蒋海峰;信号交叉口混合交通流干扰机理研究[D];北京交通大学;2008年
8 孟剑平;交通流的介观与微观模型及其应用[D];上海大学;2008年
9 赵熠;基于图像处理的混合交通流行人和非机动车数据采集理论与方法[D];北京交通大学;2008年
10 边晓丽;城市信号交叉路口混合交通流动态参数分析及服务水平评价研究[D];武汉理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾静;混合交通流动力学模型构建与应用研究[D];广州大学;2013年
2 陈大飞;基于社会力的城市道路混合交通流建模与分析[D];中南大学;2011年
3 张英莹;交通流测量数据的非线性统计分析[D];复旦大学;2011年
4 杨贵锋;山区公路混合交通流车辆行为特性研究[D];华南理工大学;2013年
5 胡庆华;基于交叉口混合交通流特性的元胞自动机模型研究与仿真[D];北京交通大学;2012年
6 张兰渝;混合交通流下自行车流的混杂建模及研究[D];浙江大学;2011年
7 王明文;非机动车对路段交通流影响的研究[D];北京工业大学;2004年
8 丁磊;天津市外环线交通流预测仿真的设计与实现[D];天津大学;2010年
9 张巧;混合交通流条件下城市路段BPR函数参数标定研究[D];中南大学;2013年
10 王晓薇;基于GA的交通信号自适应模糊控制研究及仿真软件开发[D];浙江大学;2004年
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