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智能网联环境下的混合交通流lwr模型

中国公路学报 2018年第11期31卷 147-156页

作者：秦严严王昊王炜东南大学交通学院江苏南京210096 东南大学城市智能交通江苏省重点实验室江苏南京210096 东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心江苏南京210096

lwr(Lighthill, Whitham and Richards, lwr)模型可推演交通流宏观状态演化过程,在智能网联环境下混有协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC)车辆混合交通流lwr模型的研究,可为该混合交通流的宏观动力学特性... 详细信息

lwr(Lighthill, Whitham and Richards, lwr)模型可推演交通流宏观状态演化过程,在智能网联环境下混有协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control, CACC)车辆混合交通流lwr模型的研究,可为该混合交通流的宏观动力学特性分析提供理论工具。应用加州伯克利PATH真车试验验证的CACC模型作为CACC车辆跟驰模型,采用智能驾驶人模型(Intelligent Driver Model, IDM)模拟驾驶人在智能网联环境中的"智能"驾驶特性。基于不同CACC车辆比例下的混合交通流基本图,证明混合交通流基本图的切线斜率为交通波在混合车队中传播的波速,建立混合交通流lwr模型的一般性解析框架,得到混有CACC车辆的混合交通流lwr模型。最后,针对lwr模型冲击波特性,在6组平衡态条件下进行数值仿真试验。研究结果表明:所建立的混合交通流lwr模型可较好地描述不同CACC车辆比例时冲击波在混合车队中的传播波速;冲击波波速理论值与仿真均值的相对误差基本控制在10%以内,当冲击波处于由正向波转变为反向波的过渡阶段时,相对误差较大,为19%～26%,但绝对误差仍然较小。研究结果一方面可为混有CACC车辆的交通流宏观状态演化提供理论参考,具有推动该混合交通流其他宏观模型研究进展的积极作用;另一方面,建立的混合交通流lwr模型解析框架能够适应CACC车辆与人工-网联车辆跟驰模型选取的多样性,同时可为其他类型混合交通流lwr模型的建立提供理论支撑。

关键词：交通工程 lwr模型理论分析混合交通流协同自适应巡航控制车联网

一个新的基于lwr模型的中观交通流运动学模型

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武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2013年第4期37卷 707-712页

作者：马健张丽岩李克平孙剑朱从坤同济大学交通运输工程学院同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200092 苏州科技学院土木工程学院苏州215011

从控制体积的离散思想出发,利用有限元的加权余量方法,提出了一个新的中观交通流建模方法.并利用此思想建立了基于速度-密度关系宏观交通流lwr模型的中观交通流模型.研究了该中观模型的数值解法并且基于多分辨率仿真系统平台通过C++实... 详细信息

从控制体积的离散思想出发,利用有限元的加权余量方法,提出了一个新的中观交通流建模方法.并利用此思想建立了基于速度-密度关系宏观交通流lwr模型的中观交通流模型.研究了该中观模型的数值解法并且基于多分辨率仿真系统平台通过C++实现了该算法,通过仿真案例对模型的物理特性、实际效果进行了评价,仿真结果表明:该中观模型的结果符合经典的流量、密度与速度曲线规律与实际场景应用情况.

关键词：交通仿真中观模型宏观模型 lwr模型加权余量方法

NS模型的随机特性及其在lwr模型中的应用

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微计算机信息 2007年第1S期23卷 92-93页

作者：邹杰刘国林朱凤春柳林山东科技大学

本文改进了微观一维随机元胞自动机交通流模型(NS模型)的控制规则,将NS模型中的随机特性作为一个随机参量运用到宏观一阶连续交通流模型(lwr模型)中,重新构建了lwr模型的交通流基本图。在实测交通流数据基础上,应用NS模型和引入随机参量... 详细信息

本文改进了微观一维随机元胞自动机交通流模型(NS模型)的控制规则,将NS模型中的随机特性作为一个随机参量运用到宏观一阶连续交通流模型(lwr模型)中,重新构建了lwr模型的交通流基本图。在实测交通流数据基础上,应用NS模型和引入随机参量的lwr模型进行了计算机模拟和分析。

关键词： NS模型 lwr模型随机特性交通流基本图仿真

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准滑模控制应用于行人通道的交通瓶颈

物理学报 2011年第1期60卷 376-380页

作者：曾广湘薛郁广西大学物理科学与工程技术学院南宁530004

单向行人交通在瓶颈处极易发生堵塞,设置障碍会阻碍行人通行,却能保证瓶颈处通畅.本文将准滑模控制引入lwr模型中,理论推导控制变量.在三车道宏观交通流模型基础上,模拟瓶颈处的障碍对行人流的影响,解释设置障碍的作用.研究表明准滑模... 详细信息

单向行人交通在瓶颈处极易发生堵塞,设置障碍会阻碍行人通行,却能保证瓶颈处通畅.本文将准滑模控制引入lwr模型中,理论推导控制变量.在三车道宏观交通流模型基础上,模拟瓶颈处的障碍对行人流的影响,解释设置障碍的作用.研究表明准滑模控制变量的设置与阈值有关,当阈值对应基本图的流量最大点时,行人流量能保持最大值,达到提高单向行人交通瓶颈处的行人流通过效率.

关键词：交通瓶颈准滑模控制 lwr模型

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简单闭环路网交通流定常解

应用数学和力学 2021年第2期42卷 123-132页

作者：张鹏吕瑜佩郭明旻林志阳房锐李晓洋张小宁上海大学力学与工程科学学院上海市应用数学和力学研究所上海200072 复旦大学航空航天系上海200433 同济大学经济与管理学院上海200092 云南省交通规划设计研究院有限公司陆地交通气象灾害防治技术国家工程实验室昆明650200

基于在分岔路口满足用户均衡原理的假定,研究了由三条路段和两个交叉路口组成的简单闭环路网的交通流定常解问题,发现定常解参数及其性态依赖于路网上的车流总数:当车流总数不大于第一个临界值,或不小于第二个临界值时,定常解在每一条... 详细信息

基于在分岔路口满足用户均衡原理的假定,研究了由三条路段和两个交叉路口组成的简单闭环路网的交通流定常解问题,发现定常解参数及其性态依赖于路网上的车流总数:当车流总数不大于第一个临界值,或不小于第二个临界值时,定常解在每一条路段上均为密度取常数的平凡解;否则,在瓶颈路口(上游最大流量大于下游最大流量的路口)的上游路段将产生激波间断,呈排队等候现象.对分岔路口和交汇路口为瓶颈的情况,分别给出了完整的解析结果.

关键词： lwr模型用户均衡原理交通分配模型激波间断瓶颈效应

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基于守恒高阶模型的动态交通分配建模与仿真

计算物理 2020年第6期37卷 687-699页

作者：李浩宇林志阳张鹏段雅丽中国科学技术大学数学科学学院安徽合肥230026 复旦大学航空航天系上海200433 上海应用数学与力学研究所上海200072

针对路网中的动态交通分配问题,采用高阶守恒模型(CHO)进行建模与数值研究,并推广高阶守恒模型二进二出路口的Riemann问题;同时将高阶守恒模型与动态网络加载(DNL)模型相结合,通过变分不等式对动态网络加载模型进行分析.数值模拟采用一... 详细信息

针对路网中的动态交通分配问题,采用高阶守恒模型(CHO)进行建模与数值研究,并推广高阶守恒模型二进二出路口的Riemann问题;同时将高阶守恒模型与动态网络加载(DNL)模型相结合,通过变分不等式对动态网络加载模型进行分析.数值模拟采用一阶有限体积法求解高阶守恒模型,同时采用梯度下降方法迭代求解动态网络加载模型的变分不等式问题,最终以动态用户最优条件为目标实现分配均衡.数值结果表明CHO模型与DNL模型结合解决动态交通分配问题是可行的,对传统模型的研究有一定的指导意义.

关键词：交通流 DTA问题 CHO模型 DNL模型 lwr模型

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交通流瓶颈效应的运动学描述

应用数学和力学 2009年第4期30卷 399-408页

作者：张鹏吴冬艳黄仕进陶亦舟上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 香港大学土木工程系中国香港

采用一个推广的lwr模型研究交通瓶颈效应.通过求解流通量间断的Riemann问题,得到关于模型解结构的解析结果,由此导出了描述在瓶颈上游车流的排队现象及其队列长度和高度(密度)的一个典型解,并能够构造模型方程的一种δ-映射算法.更有意... 详细信息

采用一个推广的lwr模型研究交通瓶颈效应.通过求解流通量间断的Riemann问题,得到关于模型解结构的解析结果,由此导出了描述在瓶颈上游车流的排队现象及其队列长度和高度(密度)的一个典型解,并能够构造模型方程的一种δ-映射算法.更有意义的是,表明了通过采用三角形基本图,这一运动学模型能够描述时走时停波.通过数值模拟,验证了数值结果与解析结果的一致性,从而支撑了文章的理论结果.

关键词： lwr模型间断流通量 δ-映射算法时走时停波

基于中观仿真的城市快速路速度诱导控制模型研究

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公路工程 2013年第4期38卷 70-74页

作者：张丽岩马健朱从坤李克平同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 苏州科技学院土木工程学院江苏苏州215011

利用中观交通流模型对城市快速路瞬时交通量进行预测,并在此基础上对车辆进行速度诱导控制,建立了以车辆总行程时间为目标函数的诱导优化模型,并利用C++实现了该模型。最后以上海南北高架南段西线为例建立了仿真场景,进行模型的参数标... 详细信息

利用中观交通流模型对城市快速路瞬时交通量进行预测,并在此基础上对车辆进行速度诱导控制,建立了以车辆总行程时间为目标函数的诱导优化模型,并利用C++实现了该模型。最后以上海南北高架南段西线为例建立了仿真场景,进行模型的参数标定与校验。通过统计分析与物理特性分析:速度诱导控制后,速度方差与均方差均有显著下降,说明速度诱导控制后,降低了路段上交通流的整体速度差异,提高了交通安全性。

关键词：中观仿真模型速度诱导 lwr模型快速路瞬时交通预测

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混合交通流的建模、数值模拟和实测分析

混合交通流的建模、数值模拟和实测分析

作者：陈宁国广西大学

学位级别：硕士

随着社会经济的发展，城市交通的拥堵问题越来越成为影响严重的一个因素，因此，迫切需要对城市道路交通的特性诸如道路拥堵的形成和疏导方法进行研究。一般的城市交通是一个二维混合交通流网络，因此本文主要研究如下几个方面的车辆混... 详细信息

随着社会经济的发展，城市交通的拥堵问题越来越成为影响严重的一个因素，因此，迫切需要对城市道路交通的特性诸如道路拥堵的形成和疏导方法进行研究。一般的城市交通是一个二维混合交通流网络，因此本文主要研究如下几个方面的车辆混合的二维道路交通问题。首先研究二维道路网络的局部特征。用二维主干道元胞自动机模型来模拟得到主干道和支道流量同车辆占有率之间的关系。在周期边界条件下，混合流模型的基本图会出现一个流量不随车辆占有率变化的平台，其值随车辆的混合比例增加而逐渐变小。我们还考虑了红绿灯不同步变化对模型主干道和支道流量的影响，发现在红绿灯的整体转换周期与同步变化相同的时候，这两种情况下模型的基本图几乎重合，这说明，红绿灯的不同步变化并不显著影响系统的整体流量。其次研究二维道路网络的整体特性。用BML模型的演化规则结合FI模型得到二维混合车流模型，研究了二维道路上车辆的平均速度随占有率的变化关系。发现模型的临界车辆占有率要远小于BML模型，与混合比例满足幂率关系。同时，还模拟得到车辆空间分布出现新的位形。考虑实际道路上车辆的转向，模拟得到道路上存在车辆转向时长车对交通拥堵的作用。最后，我们还对一个道路交叉口进行实测和数值分析。通过采用一阶流体力学lwr模型模拟，发现会出现模拟时的堵塞现象，对其进行车辆可消散稳定性分析，得到方程中流量耦合关系所必须满足的条件。使用这个关系进行的模拟，可以很好的得到初始阶段格子流量随密度的变化关系，而非此前用流体力学模拟时常遇到的初始时格子流量随密度很快陡升的不很符合实际的结果。同实测数据对比，模拟得到的道路交通演变情况是比较吻合的，可以表现车辆流在流量较大时车辆拥挤造成的挤压效应，可以表现车辆拥堵的消散过程，同时还验证了道路设计上右转车流设置在道路交叉口下游要优于在交叉口处，这样，可缓解由交通瓶颈引起的交通拥堵。

关键词：元胞自动机交通流交通实测 BML模型 FI模型 lwr模型混合比例车辆占有率