收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于智能交通系统的交通流动力学建模与稳定性分析研究

王美婷  
【摘要】:近年来,交通堵塞问题已成为各大城市面临的一大难题,而开展交通流理论的研究,对于更科学地指导和解决这一问题无疑是非常必要的。目前,随着5G、AI、物联网等技术的大力发展,智能交通系统(Intelligent Transportation System,简称ITS)已成为未来智慧交通的发展方向,它的广泛应用必将对当今道路交通流产生重要的影响作用。因此,开展ITS环境下的交通流动力学建模与稳定性分析研究,对于缓解交通拥堵具有重要的现实意义和工程应用价值。本文在现有交通流微、宏观模型的基础上,基于车联网通讯技术(如,V2V:Vehicle to Vehicle),考虑道路前方车辆群的多预期平均速度、平均流量和平均密度等重要信息,提出了若干改进的交通流模型,并进行相应的理论分析和数值仿真,深入研究了道路交通系统的稳定性、交通密度波及各种非线性现象,其研究可为交通管控部门提供有益的理论依据和决策参考。全文的主要工作如下:一、在V2V环境下,从微观角度出发,综合考虑前方车辆群的平均速度和平均速度场的耦合效应,提出了多预期平均速度效应的交通流跟驰模型,重点研究了多预期平均速度效应对交通流稳定性的影响,并对交通流的非线性特征进行了深入探讨。研究结果表明,考虑多预期平均速度效应能够有效地提高交通系统的稳定性,从而达到缓解交通拥堵的目的。该研究可为车与车互联通信技术的研究提供一定的理论依据。二、在ITS环境下,从宏观角度出发,分别考虑多预期平均流量效应及平均优化流量差效应,各自建立了相应的交通流格子流体力学模型,研究了不同流量效应对交通流稳定性的影响。通过线性和非线性分析,我们发现多预期平均流量效应及平均优化流量差效应均对交通流有致稳的作用,当考虑更多前方道路流量信息时,交通系统会变得更加稳定,交通拥堵也越容易抑制。以上研究可为智能交通系统中流量信息的反馈及控制研究提供一定的理论依据。三、基于ITS的应用,分别考虑平均密度效应及多格点平均密度差效应对交通流的影响,各自建立了相应的交通流双车道格子流体力学模型,重点探讨了这两种与密度相关的信息反馈对交通系统稳定性的影响。通过线性稳定性分析,分别得到了新模型的稳定性条件。通过非线性分析,分别推导出了描述非线性密度波演化的m Kd V方程。研究表明,平均密度差效应及多格点平均密度差效应均对交通系统有致稳的作用,且考虑前方格点数密度信息越多,交通流越稳定。总之,在ITS环境下,考虑多预期平均速度、平均流量及平均密度差效应等因素,均能够达到抑制交通拥堵和提高交通流稳定性的作用。我们的研究可为智能交通系统的发展规划及智能汽车自动驾驶控制策略的设计提供一定的理论依据。最后,对全文进行了总结,并对今后将要进一步开展的工作进行了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 谭金华;;沙尘环境下交通流跟驰模型及仿真[J];交通运输系统工程与信息;2018年03期
2 郭力玮;郭彬杰;郑海兵;;车辆跟驰行为研究综述[J];山西建筑;2018年21期
3 叶丽萍;翁小雄;刘芹;;结合改进跟驰模型的交通流元胞自动机模型[J];公路交通科技;2014年07期
4 周伟;林志敏;褚衍东;俞建宁;;一类新的交通流跟驰模型的倍周期分岔与混沌[J];甘肃科学学报;2008年04期
5 易强;;交通流流体力学模型分析与改进[J];山西建筑;2015年32期
6 旷利平;黄艺娜;;城市智能交通系统交通流的协同优化[J];今日财富;2017年23期
7 周杰;郝彦;王朝平;;交通流优化速度差模型的非线性分析[J];浙江海洋学院学报(自然科学版);2012年06期
8 杨文杰;白云霄;贾宏恩;;基于车辆跟驰模型的交通流动力学模型[J];陕西科技大学学报(自然科学版);2010年04期
9 韩祥临;李兴莉;姜长元;;考虑前后车辆综合信息的耦合映射跟驰模型[J];交通运输系统工程与信息;2009年02期
10 魏麒;常银银;葛红霞;程荣军;;斜坡道路考虑平均流量差预期效应的格子流体力学模型[J];上海大学学报(自然科学版);2020年03期
11 李雨宣;刘铭;陈渝光;杨智勇;;基于耦合映射模型的拥堵延时控制方法(英文)[J];机床与液压;2019年24期
12 魏健;;交通流理论概述[J];技术与市场;2017年05期
13 韩祥临;姜长元;葛红霞;戴世强;;基于智能交通系统的耦合映射跟驰模型和交通拥堵控制[J];物理学报;2007年08期
14 朱时雨;赵丽鲜;;基于车流量的智能交通研究[J];办公自动化;2017年07期
15 李德慧,王武宏;基于驾驶行为分析的交通流中车辆跟驰建模与仿真[J];交通与计算机;2003年06期
16 张立东;贾磊;朱文兴;;弯道交通流跟驰建模与稳定性分析[J];物理学报;2012年07期
17 贺国光,万兴义,王东山;基于跟驰模型的交通流混沌研究[J];系统工程;2003年02期
18 赵小明;王新新;;一种基于机器视觉的视频交通流检测系统[J];信息与电子工程;2011年02期
19 陈学广,徐彦,陈曦;一种改进的微观跟驰模型[J];华中科技大学学报(自然科学版);2005年10期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 郭杜杜;梁艳平;王兵;马玉春;;高分辨率遥感图像在交通流信息采集中的研究综述[A];第七届中国智能交通年会论文集[C];2012年
2 潘玉萍;吕波;周荣贵;;高速公路基本通行能力的理论与实践[A];中国公路学会2002年学术交流论文集[C];2002年
3 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
4 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
5 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全国自动化新技术学术交流会论文集(二)[C];2005年
6 郭敏;孔涛;梁玉庆;;交通流实时动态信息采集、处理/分析、发布系统在北京的研究与实施[A];第七届北京青年科技论文评选获奖论文集[C];2003年
7 魏超;陆奭蕾;刘允才;;基于神经网络的交通流速度估计[A];第七届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通技术[C];2012年
8 杜勇;化存才;;岔路口分流交通流的一个格子模型及孤立波阻塞分析[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年
9 岑炳玲;薛郁;王雪;乔延峰;王艺;;考虑延迟反馈控制效应的格子流体力学模型[A];第三十一届全国水动力学研讨会论文集(上册)[C];2020年
10 徐梦婷;冯格;曹凤鸣;陈勇;;储罐泄漏流体力学模型的实验研究[A];2017中国化工学会年会——第二届化工安全论坛资料汇编[C];2017年
11 刘泓;王慧;张晋;郑民;;基于一维元胞自动机的双跟驰模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
12 魏丽英;吕凯;;基于模糊推理的自行车交通流跟驰行为研究[A];2008第四届中国智能交通年会论文集[C];2008年
13 乔延峰;王雪;岑炳玲;王艺;薛郁;;延缓启动效应对交通流颗粒物排放的影响[A];第三十一届全国水动力学研讨会论文集(下册)[C];2020年
14 郑枫凡;余珍;蒋仲廉;初秀民;吴明洋;;船舶交通流仿真随机生成算法对比研究与应用[A];第十五届中国智能交通年会科技论文集(2)[C];2020年
15 钱坤;张建;娄欢;任勇;夏婷婷;;基于模糊信息粒化和支持向量机组合模型的交通流密度预测[A];第六届云南省科协学术年会暨红河流域发展论坛论文集——专题二:滇南中心智慧城市建设[C];2016年
16 薛郁;贾丽斯;郭言;施映;;交通瓶颈处交通流时间序列相关性分析[A];第九届全国流体力学学术会议论文摘要集[C];2016年
17 姜锐;;交通流拥堵机理的理论分析和实验研究[A];第十五届现代数学和力学学术会议摘要集(MMM-XV 2016)[C];2016年
18 张滔;魏江;郑小青;郑松;葛铭;;城市主干道交通流随机分配模型研究[A];浙江省信号处理学会2013学术年会论文集——信号处理在海洋[C];2013年
19 廖大彬;马万经;;网络交通流宏观基本图研究综述[A];第七届中国智能交通年会优秀论文集——智能交通技术[C];2012年
20 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
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 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
2 王涛;基于格子流体力学模型的交通流建模及仿真研究[D];北京交通大学;2015年
3 翟聪;车联网环境下基于驾驶行为特性的交通流建模和拥堵控制问题研究[D];华南理工大学;2017年
4 曹宝贵;交通流复杂动态特性与交通拥堵问题研究[D];吉林大学;2010年
5 赵建玉;智能计算方法在城市交通中的应用与交通流建模研究[D];山东大学;2006年
6 文孟飞;城市智能交通系统交通流协同优化与诱导关键技术研究[D];中南大学;2013年
7 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
8 彭光含;交通流复杂耦合动态特性模拟研究[D];重庆大学;2009年
9 梁子君;基于交通流组合相位控制逻辑的信号优化控制研究[D];长安大学;2018年
10 李雪岩;基于自组织混沌边缘决策的交通流演化研究[D];北京交通大学;2018年
11 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
12 张莉;城市主干道交通流的分形理论与系统模拟[D];东北林业大学;2005年
13 卢宇;交通流混沌实时判定方法的研究[D];天津大学;2007年
14 祝会兵;基于驾驶行为细致分析的交通流建模和模拟[D];上海大学;2008年
15 张帅超;常态和异常条件下交通流速度估计与预测[D];浙江大学;2020年
16 丁恒;基于车辆延误理论的多态交通流信号控制研究[D];合肥工业大学;2011年
17 李志鹏;交通流建模及城市路网交通状态分析[D];上海交通大学;2007年
18 葛红霞;基于诱导信息的交通流动力学特性与非线性密度波研究[D];上海大学;2006年
19 崔立成;基于多断面信息的城市道路网交通流预测方法研究[D];大连海事大学;2012年
20 陈喜群;交通流动态随机演化模型研究[D];清华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 王美婷;基于智能交通系统的交通流动力学建模与稳定性分析研究[D];广西师范大学;2020年
2 余寒梅;基于智能交通系统的交通拥堵控制及非线性密度波的研究[D];宁波大学;2011年
3 吕峰;城市交通流中的若干非线性密度波方程[D];宁波大学;2015年
4 张一樯;城市交通流中的非线性密度波方程[D];宁波大学;2013年
5 贾宏恩;基于车辆跟弛模型的两种流体动力学模型及其数值模拟[D];云南师范大学;2007年
6 崔煜;反馈控制理论在跟驰模型和格子流体模型中的应用[D];宁波大学;2015年
7 时伟;交通流密度波、能耗研究及主干道逆转车流实测分析[D];广西大学;2007年
8 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
9 冯毅恒;基于元胞自动机的交通流建模与仿真研究[D];浙江大学;2007年
10 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
11 吴淑贞;交通流密度波中的非线性方程[D];宁波大学;2012年
12 张靖宇;城市主干道交通流额外排放建模及其仿真研究[D];山东大学;2016年
13 孙勇;城市干道交通流运动状态特性研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
14 汤晖;基于视频运动检测的多车道交通流信息采集技术研究[D];江西理工大学;2008年
15 张峰;城市主干道交通流的二型模糊分析[D];长沙理工大学;2019年
16 张亮;面向交通流仿真的交通车运动行为建模研究[D];吉林大学;2014年
17 魏丽;城市道路微观交通流仿真系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
18 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
19 刘爽;BPH微创术后尿道腔内流体力学模型构建与尿液流动形式的初步研究[D];山西医科大学;2019年
20 祝泰郎;基于异质驾驶行为的交通流微观建模与环境影响研究[D];北京交通大学;2017年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 首席记者 吴吉 通讯员 余安琪;新算法准确预测拥堵[N];深圳商报;2020年
2 记者 蒋菱枫;增强工作责任感 全力应对大客流大交通流[N];人民公安报·交通安全周刊;2017年
3 本报记者 许政 通讯员 史俊;南京每天出动1000余名警力引导节日交通流[N];人民公安报·交通安全周刊;2017年
4 记者 何锬坡;上百个信号灯调整配时[N];珠海特区报;2017年
5 记者 左燕东;全省旅游交通流预计呈现几何剧增[N];山西日报;2014年
6 夏红兵 沈后功;情况复杂多变化 科学组织交通流[N];扬州日报;2006年
7 本报记者 刘艳元蔡志明 单亮 浦敏琦 聂伟 蔡炜 潘朝晖 王佩杰 顾巍钟;少了小汽车 快了交通流[N];新华日报;2007年
8 记者 李亦中 通讯员 潘峰 张振宇;珞狮路高架通车带来交通流新变化[N];长江日报;2010年
9 记者 王柳欣;福建移动助建“畅通工程”智能交通系统[N];人民邮电;2019年
10 本报记者 潘希;前方拥堵 问路科技[N];科学时报;2011年
11 吴昊;“车联网”或可破解交通拥堵?[N];科学时报;2011年
12 柯讯;中科院团队获IEEE智能交通系统杰出团队奖[N];科学时报;2010年
13 中国信息通信研究院技术与标准研究所 郎保真;全球智能交通系统频率亟待统一[N];人民邮电;2019年
14 记者 马雪荣 达娃·梅朵;缓解城市拥堵 需要来点“智慧”[N];昆明日报;2017年
15 本报记者 操秀英;用科技创新的钥匙打开智能交通系统大门[N];科技日报;2017年
16 本社记者 李卓谦 王德;安徽太湖智能交通系统助力平安建设[N];民主与法制时报;2017年
17 记者 焦阳;我市智能交通系统工程进展顺利[N];常德日报;2014年
18 本报记者 徐金忠;全国性智能交通系统规划有望出台[N];中国证券报;2014年
19 通讯员 李帙奇;沙区打造智能交通系统[N];重庆政协报;2015年
20 本报记者 邱霞;智能交通系统一期项目预计春节前后投入使用[N];达州日报;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978