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考虑多车期望效应的交通流建模及交通流复杂特性研究

考虑多车期望效应的交通流建模及交通流复杂特性研究

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作者：米鹏飞兰州交通大学

学位级别：硕士

近年来,交通拥堵等问题已经成为当前社会急需解决的矛盾,交通拥堵的产生既增加能源消耗量,又会造成严重的环境污染,已逐渐成为制约我国城市社会经济、生态环境等发展的重要因素。因此,加快推进交通流理论研究,对提升道路交通服务水平以... 详细信息

近年来,交通拥堵等问题已经成为当前社会急需解决的矛盾,交通拥堵的产生既增加能源消耗量,又会造成严重的环境污染,已逐渐成为制约我国城市社会经济、生态环境等发展的重要因素。因此,加快推进交通流理论研究,对提升道路交通服务水平以及解决交通拥堵等问题具有重要的理论及现实意义。本文在MCD模型的基础上,针对驾驶员的期望效应(预估计效应和动态信息反馈)进行分析,建立了相应的改进刹车灯模型,进行了相应的仿真分析,其不仅具有一定的理论意义,而且具有一定的实际应用价值。本文的主要工作如下:(1)在MCD模型的基础上,考虑刹车灯预估计效应对车辆加、减速及随机慢化的影响,建立了考虑刹车灯预估计效应的改进模型,并进行仿真模拟。该模型改进了MCD模型的加、减速以及随机慢化规则,使车辆之间的作用规则更加符合实际驾驶行为。仿真模拟得到的基本图、时空图以及流量中断效应图表明,其结果与交通实测结果相吻合,与三相流理论相吻合。(2)基于改进的刹车灯元胞自动机模型,运用平均速度反馈策略对预估计刹车灯模型进行改进,使模型具备速度反馈效应,并进行仿真模拟。仿真结果表明改进模型的模拟结果与三相流理论相吻合,通过对比车辆轨迹及速度扰动分析,可以发现,动态信息反馈能够加快道路上减速波的消散,这说明动态信息反馈对于维持车流的稳定,使道路上的车流保持恒定的运行状态十分有效,同时还能降低由于驾驶员自身因素造成的速度扰动,减少交通事故的发生。(3)基于仿真结果,运用去趋势波动分析方法分析MCD模型和改进刹车灯模型的各个流相。结果表明:MCD模型和改进刹车灯模型的同步流时间序列都呈现复杂的长程相关特性,但是预估计效应改进刹车灯模型和动态信息反馈改进刹车灯模型在轻同步流状态的DFA结果接近1,呈现1/f噪声,在重同步流状态的DFA结果小于0.5,而在MCD模型中不能明确区分轻同步流和重同步流。

关键词：交通流预估计效应动态信息反馈改进刹车灯模型去趋势波动分析法

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