交通流密度波、能耗研究及主干道逆轉(zhuǎn)車(chē)流實(shí)測(cè)分析.pdf

1、伴隨中國(guó)的城市化進(jìn)程，錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)逐步建立起來(lái)，各大中城市間的物流運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)空前活躍，然而道路建設(shè)的遲滯往往跟不上經(jīng)濟(jì)繁榮的節(jié)奏和汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的步伐，二者之間的矛盾愈加突出。事故頻繁，阻塞現(xiàn)象嚴(yán)重，交通擁堵帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和能源消耗已經(jīng)引起了社會(huì)的關(guān)注，為此需要應(yīng)用和發(fā)展交通流科學(xué)，建立適應(yīng)不同交通特征的交通流模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)實(shí)際交通問(wèn)題。本文針對(duì)交通擁堵問(wèn)題，通過(guò)理論分析和數(shù)值模擬，對(duì)交通流跟馳模型的密度波、能源消耗以及交通流流

2、體力學(xué)模型的應(yīng)用進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究： (1)對(duì)Wilson提出的兩種“Multiple Look-ahead”模型應(yīng)用攝動(dòng)理論分析了非穩(wěn)定條件下密度波的非線性特點(diǎn)，推導(dǎo)出描述堵塞演化的mKdV方程，相圖中理論分析和模擬數(shù)值吻合。 (2)模擬發(fā)現(xiàn)上述兩種模型在敏感系數(shù)很小時(shí)仍然出現(xiàn)撞車(chē)現(xiàn)象，鑒于此，考慮相對(duì)速度的影響提出一種考慮多重速度差的“Multipie Look-ahead”模型，應(yīng)用線性穩(wěn)定性分析導(dǎo)出車(chē)流失穩(wěn)

3、的判據(jù)，研究結(jié)果表明這種模型對(duì)車(chē)流有非常好的致穩(wěn)作用。 (3)由動(dòng)能定理出發(fā)推導(dǎo)出Nakayama等人提出的計(jì)算車(chē)流多余能耗的公式，這個(gè)公式是用來(lái)估測(cè)穩(wěn)定條件下車(chē)流受到擾動(dòng)引起的多余能耗，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)的分析了幾種典型的跟馳模型的多余能耗，理論上證明了車(chē)流愈穩(wěn)定能耗愈低的結(jié)論。 (4)非穩(wěn)定條件下利用動(dòng)能定理考察了車(chē)流擁堵區(qū)域內(nèi)單輛車(chē)的平均能耗情況，平均能耗曲線呈遲滯回線形狀，從非線性理論的角度驗(yàn)證了車(chē)輛駛?cè)攵氯麉^(qū)的能