基于二維OV模型的交通流穩(wěn)定性分析及信息誘導(dǎo)策略研究.pdf

1、我國城市道路上,行人、非機(jī)動(dòng)車(自行車、三輪車等)與機(jī)動(dòng)車是最為典型的交通方式。而行人流、行人與非機(jī)動(dòng)車混合流及機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車混合流是道路上常見的交通模式。行人流、行人與非機(jī)動(dòng)車(主要指自行車)混合流常見于一些通道或廣場等處;機(jī)非混合流主要集中在沒有機(jī)非隔離帶的路段或交叉口處。行人、機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車具有不同的特性:機(jī)動(dòng)車是按車道行駛的,存在跟馳行為;而行人和非機(jī)動(dòng)車并不是在某個(gè)車道上跟隨前面的車輛行駛,其既有橫向的運(yùn)動(dòng),又有縱向的運(yùn)動(dòng)

2、。行人和非機(jī)動(dòng)車的主要特性包括靈活、低速等,但是自行車速度比行人速度高且靈活性弱于行人,因而混行交通流要比單一類型的交通流復(fù)雜的多?；旌辖煌鞯膹?fù)雜性導(dǎo)致了其管理的困難,因而經(jīng)常出現(xiàn)交通阻塞、機(jī)非相撞等交通現(xiàn)象,給國家和人民帶來了巨大的損失。作為研究交通阻塞現(xiàn)象的重要理論工具之一,交通流穩(wěn)定性的研究對交通流特性的分析、交通堵塞的產(chǎn)生原因分析與抑制方法研究、提高行駛的安全性、提高通行量等方面的研究都具有重要的意義。本文基于二維OV模型分別

3、對行人流、行人與自行車的混合流、機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車的混合流進(jìn)行穩(wěn)定性分析。主要工作如下:
　　 1.在二維OV模型的基礎(chǔ)上我們分別考慮行人占地空間對行人流穩(wěn)定性的影響,以及引入避免碰撞的規(guī)則,提出了兩種改進(jìn)的模型。首先從理論上對考慮占地空間的行人流穩(wěn)定性進(jìn)行分析,然后分別對單向流和雙向流進(jìn)行數(shù)值模擬。在同一參數(shù)條件下,對比考慮行人占地空間和不考慮占地空間時(shí)各自的行駛狀況及速度變化情況。其次,在分析了引起行人流出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象的本質(zhì)原

4、因的基礎(chǔ)上,提出了雙向流的免碰撞條件:當(dāng)行人間的距離即將小于二者半徑之和時(shí),為避免相互碰撞,行人會(huì)偏離原本的跟馳軌跡,向其它方向移動(dòng)。通過對雙向流的模擬分析發(fā)現(xiàn):該條件不僅可以緩解行人間的碰撞,同時(shí)也有助于行人流在不穩(wěn)定的情況下形成穩(wěn)定狀態(tài)。最后,本章研究具有信息誘導(dǎo)的行人流穩(wěn)定性,以行人間速度差作為誘導(dǎo)信息,并通過數(shù)值模擬分析了具有信息誘導(dǎo)的行人在總行人流中的比例及其位置對整體行人流穩(wěn)定性的影響。
　　 2.采用二維OV模型同

5、時(shí)對行人流與自行車流的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,并通過數(shù)值模擬分析了行人與自行車的混合流中的自行車的比例及其穩(wěn)定性對混合流穩(wěn)定性的影響。在周期性邊界條件下考慮了自行車初始隨機(jī)分布在行人流中及自行車初始分布在行人流的一側(cè)兩種情況下,分別考慮行人流和自行車同時(shí)處于非穩(wěn)定狀態(tài)下、行人流穩(wěn)定自行車流不穩(wěn)定以及行人流和自行車流同時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)三種情況下自行車的比例對混合流的影響。進(jìn)一步在行人與自行車構(gòu)成的混合交通流穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,提出了對混合流進(jìn)行信

6、息誘導(dǎo)的方法,考察誘導(dǎo)信息對混合流的穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,考慮了誘導(dǎo)信息之后,可以提高混合交通流的穩(wěn)定性。
　　 3.基于二維OV模型對無信號交叉口機(jī)非混合交通流的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。首先應(yīng)用二維OV模型分析了無信號交叉口處存在右轉(zhuǎn)行為的機(jī)動(dòng)車流與直行的非機(jī)動(dòng)車流之間的干擾特性,分別研究了在不同機(jī)動(dòng)車右轉(zhuǎn)概率條件下機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車的流量變化,及其穩(wěn)定性情況?；诖?分別分析了非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車及二者同時(shí)考慮信息誘導(dǎo)的情況下的混合流