论文题目: 混合交通流的动力学模型及其基本参数研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 李杰
导师: 彭少民
关键词: 交通流理论,混合交通,匝道,动力学
文献来源: 武汉理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 交通流理论是运用数学、物理学和力学方法描述交通流特性的一门边缘学科,阐述交通现象形成的机理,使城市道路与公路的规划设计和营运管理发挥最大的功效。在中国道路系统中,特有的混合交通流形态与道路格局形态,使得国外的交通流理论与方法并不能完全适用。因此,针对中国混合交通流的特点,研究不同车型相互混杂的作用机理,建立描述混合交通流的动力学模型,求解混合交通流基本参数之间的关系,探讨影响通行能力的因素,对提高混合交通流的可控性,改善日益恶化的交通状况具有重要的理论意义。 本文采用动力学的建模方法,建立了交通流的动力学模型;引入超车换道流量解动力学模型,建立了混合交通流参数之间的关系;引入匝道流量解动力学模型,建立了匝道连接点交通流参数之间的关系;运用采集的实测数据和HCM的经验公式验证所建立的交通流参数之间的关系。具体工作如下: (1)从构成交通流的基本要素人(行人、驾驶员)、车(车辆)、路(道路)三个方面,综合分析混合交通流的形成机理;认为混合交通流现象将会长期存在。 (2)提出了标准车的选择原则;定义并计算了微观车辆折算系数、聚类车辆折算系数和宏观车辆折算系数。 (3)分析了传统车辆跟驰模型的局限性,指出了线性模型推导过程中的缺陷。借助时空平面,建立了两车以相同速度匀速行驶、后车速度小于前车速度匀速行驶以及后车速度大于前车速度匀速行驶,三种跟驰状态的车辆跟驰模型。以此为基础建立了相应的速度一间距关系和车辆追尾模型。 (4)构建动力学模型:引入超车换道流量和匝道流量,建立了交通流的连续性方程:通过对交通流参数的微分变换,建立了交通流的运动微分方程。将动力学模型与流体力学比拟,提出粘性阻力及粘性阻力系数。定义来自下游交通波的干扰为交通流的粘性。波速与最大波速之差定义为沿程粘性阻力系数;波
论文目录:
第1章 引言
1.1 流体动力学模拟理论
1.1.1 连续性假设和比拟
1.1.2 连续性方程
1.1.3 运动微分方程
1.2 交通流参数关系
1.3 道路通行能力
1.3.1 车流计算模型
1.3.2 抛物线模型
1.3.3 基于车辆跟驰理论的模型
1.3.4 直线模型
1.3.5 回归模型
1.3.6 仿真预测模型
1.3.7 动力学模型
1.4 车辆折算系数
1.5 交通流数据采集及处理方法
1.6 本文的主要工作
第2章 混合交通流的形成二
2.1 交通流的分类
2.2 混合交通流的形成
2.2.1 人车混流的形成
2.2.2 机非混杂的形成
2.2.3 混合车流的形成
2.3 车辆折算系数
2.3.1 车辆折算系数的定义
2.3.2 车辆折算系数算法与算例
2.4 本章小结
第3章 考虑前后车速度的车辆跟驰模型
3.1 传统车辆跟驰模型分析
3.2 线性模型推导过程中的缺陷
3.3 改进的车辆跟驰模型
3.3.1 两车以相同速度匀速行驶
3.3.2 后车速度小于前车速度匀速行驶
3.3.3 后车速度大于前车速度匀速行驶
3.4 本章小结
第4章 交通流的基本方程
4.1 交通流的连续性方程
4.1.1 交通流系统与控制域
4.1.2 混合交通流的连续性方程
4.2 交通流的运动微分方程
4.3 交通压力和粘性阻力
4.4 交通流积分形式的动量方程
4.5 本章小结
第5章 混合交通流参数之间的关系
5.1 特征线方程与特征关系
5.2 t-x平面到u-k平面的映射
5.3 混合交通流参数之间的关系
5.4 数据验证
5.4.1 数据来源
5.4.2 数据拟合
5.4.3 通行能力
5.5 本章小结
第6章 匝道连接处通行能力
6.1 入口匝道通行能力模型
6.2 入口匝道模型标定与验证
6.3 出口匝道通行能力模型
6.4 出口匝道模型标定与验证
6.5 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 论文总结
7.2 研究工作展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文及科研活动
致谢
发布时间: 2005-10-11
参考文献
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- [2].基于图像处理的混合交通流行人和非机动车数据采集理论与方法[D]. 赵熠.北京交通大学2008
- [3].城市混合交通流微观仿真建模研究[D]. 邝先验.华南理工大学2014
- [4].混合交通流动力学建模研究[D]. 安维胜.西南交通大学2010
- [5].基于人—车—路协同的混合交通流微观建模与特性分析[D]. 冯雪.北京交通大学2016
- [6].基于元胞自动机的高速公路交通流特性研究[D]. 杨柳.长沙理工大学2015
- [7].交通流的介观与微观模型及其应用[D]. 孟剑平.上海大学2008