混合交通流的动力学模型

引入超车换道流量，建立了混合交通流的连续性方程；通过对交通流参数的微分变换,建立了混合交通流的运动微分方程．连续性方程和运动微分方程构成了混合交通流的动力学模型．将模型应用于无超车换道交通流，求出了流量和密度之间的关系．结果表明在低密度段模型与实测数据吻合．     

智能网联卡车车队混合流通行能力分析方法

智能网联卡车车队有望成为网联自动驾驶率先应用的场景之一，本文针对智能网联卡车车队混合交通流通行能力开展研究。首先，以智能网联卡车车队、人工驾驶卡车及人工驾驶小汽车构成的随机混合交通流为研究对象，考虑智能网联卡车车队规模空间分布特征，分析混合交通流中10种跟驰行为类型，理论推导其概率表达式，进而构建智能网联卡车车队混合交通流通行能力的通用性分析方法。然后，考虑实际交通流运行中卡车分布的随机性，将智能网联卡车车队混合交通流分为优势流、随机流和劣势流3种态势，以此提升混合交通流通行能力分析方法的普适性。最后，选择实测数据标定的跟驰模型进行案例分析，验证理论分析方法的有效性。研究结果表明：智能网联卡车比例提高或其车队规模增大均有利于3种态势混合交通流中车辆转换系数及相对熵的减小，从而可有效提升混合交通流通行能力。不同智能网联卡车比例条件下，智能网联卡车车队随机分布最优车队规模为2~4辆，同时，优势流、随机流和劣势流3种混合交通流通行能力依次递减。研究结果揭示了智能网联卡车车队混合交通流通行能力提升的内在机理，为未来智能网联卡车车队的运营管理提供方法支撑。     

交通流可预测性分析

交通流的可预测性是进行短期交通流预测的基础。本文首先判别了短期交通流的混沌特性，求解出表征交通流“蝴蝶效应”的最大Lyapunov特征指数，在此基础上按照交通流动力系统运动轨道的演化特点求解出最大可预测时间，但是交通流系统是开放的复杂巨系统，最大可预测时间涉及到的影响因素很多，论文分析了交通流历史数据样本的大小和数据中含有的噪声对交通流可预测性的影响和随着预测步长的增加，交通流可预测性的衰减特征，得出交通流可预测性是一个综合指标，不能仅仅以最大Lyapunov指数的倒数来确定，应综合分析考虑。论文得到的结果在实际的交通流数据中得到了验证。     

信号交叉口非机动车及行人交通控制研究

本文简述了我国信号交叉口混合交通流特征和研究现状．针对我国典型四相位(双向左转)信号控制交叉口，分析了行人、非机动车以及机动车的运行特征，给出了计算行人和非机动车通行能力的公式和信号控制方法，并结合南京市太平北路一珠江路交叉口的几何尺寸和流量数据进行了计算，计算结果表明，通过设置行人、非机动车专用信号，能够有效避开混合交通流在交叉口的冲突，提高了交叉口的交通安全性及其通行能力．该研究的应用前景较为广泛。     

混合车流交通流特性分析

混合车流基本交通流特性描述是混合车流理论研究的基础。分析了未来我国高等级公路车型结构、界定混合车流研究的合理范围;提出描述混合车流运动自由度的随机度和相互影响的粘度两个基本概念;通过理论计算和实地测定得到混合车流的速度模型和堵塞密度。     

手动-自动驾驶混合交通流元胞传输模型

为了分析自动驾驶车辆对交通流宏观特性的影响, 以手动驾驶车辆与自动驾驶车辆构成的混合交通流为研究对象, 提出了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流元胞传输模型(CTM); 应用Newell跟驰模型作为手动驾驶车辆跟驰模型, 应用PATH实验室真车测试标定的模型作为自动驾驶车辆跟驰模型; 计算了手动驾驶与自动驾驶车辆跟驰模型在均衡态的车头间距-速度函数关系式, 推导了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流基本图模型, 计算了混合交通流在不同自动驾驶车辆比例下的最大通行能力、最大拥挤密度以及反向波速等特征量, 依据同质交通流CTM理论建立了不同自动驾驶车辆比例下的混合交通流CTM; 选取移动瓶颈问题进行算例分析, 应用混合交通流CTM计算了不同自动驾驶车辆比例下的移动瓶颈影响时间, 应用跟驰模型对移动瓶颈问题进行微观数值仿真, 分析了混合交通流CTM计算结果与跟驰模型微观仿真结果之间的误差, 验证了混合交通流CTM的准确性。研究结果表明: 混合交通流CTM能够有效计算移动瓶颈的影响时间, 在不同自动驾驶车辆比例下, 混合交通流CTM计算结果与跟驰模型微观仿真结果的误差均在52 s以下, 相对误差均小于10%, 表明了混合交通流CTM在实际应用中的准确性; 混合交通流CTM体现了从微观到宏观的研究思路, 基于微观跟驰模型与目前逐步开展的小规模自动驾驶真车试验之间的关联性, 混合交通流CTM能够较真实地反映未来不同自动驾驶车辆比例下单车道混合交通流演化过程, 增加了模型研究的应用价值。      

网联自动驾驶车辆混合交通流专用道管控方法

分析了网联自动驾驶车辆(CAV)混合交通流中各车辆类型及其跟驰模式下的车头间距，从通用性混合交通流特征层面理论推导了各车头间距模式的概率表达式，从而对混合交通流进行了数学描述；以混合交通流整体通行流率最大为目标，计算了多车道混合交通流中一个CAV专用道的设置条件以及专用道设置后CAV交通流在专用道和混合道上的最优交通流分配比例，将一个CAV专用道情形推广至多个CAV专用道动态管控的一般性情形，构建了混合交通流专用道动态管控的分析方法；应用案例分析论证了CAV专用道管控方法的有效性。研究结果表明：在交通需求为2 000 veh·h^-1时，各CAV渗透率阶段均无需设置CAV专用道；在交通需求为3 000 veh·h^-1时，需在CAV渗透率为0.2～0.4的阶段下考虑设置CAV专用道；在交通需求为5 000 veh·h^-1时，需考虑在各CAV渗透率阶段下设置CAV专用道；提出的CAV专用道管控方法可根据交通需求和车道总数等条件定量化计算不同CAV渗透率阶段下的最优CAV专用道数量以及CAV交通流最优分配比例，且交通需求能够影响...     

短时交通流智能预测方法的研究

在分析短时交通流预测方法的基础上。指出现有预测方法的局限性，提出了一种将多种预测模型与人工智能技术相结合的短时交通流智能预测方法，论述了该预测方法的基本原理。     

车辆折算系数的分析计算

车辆折算系数是用于将混合交通流中的各车型转化成标准车的当量值，本文在详细阐述国内外车辆折算系数分析方法的基础上，针对我国的交通运行特点，采用回归分析方法，对寒冷地区的交通数据进行分析，提出了车辆折算系数的建议值。     

高速公路交通流建模综述

交通流建模是智能交通自动控制、分析、设计、仿真和决策的前提 ,历来是交通工程界的一个重要的研究课题 ,分三条主线 (宏观交通流模型、微观交通流模型、其它交通流模型 )对交通流建模的发展做了详细介绍 ,并在文末提出了对交通流建模今后发展的展望     

智能网联混合交通流稳定性解析方法综述

交通流稳定性分析是研究交通拥堵形成机理、车队队列控制的基础,面向智能网联环境下的混合交通流队列线性稳定性分析已成为近年来的研究热点. 根据受到的扰动大小和范围,介绍了线性稳定性、非线性稳定性、局部稳定性和队列稳定性的相关概念,并指出了交通流队列稳定性的基本判别准则. 基于控制理论,回顾了交通流车队队列线性稳定性条件的经典解析方法,其中,特征方程法评估了交通流内部扰动的增长速度,传递函数法依托于拉普拉斯变换构建了扰动的传递关系. 从经典跟驰模型、考虑时延的跟驰模型和考虑多前车驾驶信息反馈的跟驰模型出发,系统分析并总结了国内外学者对于混合交通流稳定性问题的研究现状,同时回顾了交通流稳定性理论研究在车队队列控制等方面的实验和工程应用. 最后,展望了混合交通流稳定性分析领域的研究前景,指出了在后车跟驰行为、智能网联汽车的交互协同、复杂混合交通流等几个方面是今后需要重点研究的领域.      

对CBD交通流分配问题的研究

推广了Ｄ’Ｅｓｔｅ交通流分配模型，建立了广义Ｄ‘Ｅｓｔｅ交通流分配模型。证明了Ｄ’Ｅｓｔｅ交通流分配模型和广义Ｄ‘Ｅｓｔｅ交通流分配模型之解的存在唯一性，并且给出了广义Ｄ’Ｅｓｔｅ交通流分配模型的数值求解方法和实例验证。     

机动车交通流比功率与能耗模型研究

为研究机动车交通流能耗,将机动车交通流比功率(VSP)作为研究对象.从最常见的单车比功率研究出发,使用气体动力学交通流模型联系单车比功率与交通流整体比功率,以此建立交通流比功率模型.为使此模型具备更显著的物理意义,将交通流比功率分为两部分,一部分为平衡交通流状态下的比功率,另一部分为偏离平衡交通流状态导致的比功率变化量,模型中的交通流参数与变量能够通过现有的交通流探测设备获取.将比功率理论模型从单车扩展到了交通流,用数学公式反应了交通流状态与比功率的关系,并且证明了交通流比功率能够通过交通流参数进行估计.并由交通流比功率出发,推导出交通流比功公式.此外研究了平衡态交通流比功率及比功与密度的关系.为研究机动车交通流能耗探索了新的思路.     

交通流的流体动力学模型研究

文中给出了交通流理论中的流体动力学模拟理论的几种有代表性的数学模型，从流体动力学角度研究交通流的动力学属性。分析并比较了这几种现有的交通流流体动力学模型，指出模型的特点，缺陷与适用范围，最后作出几点评述。     

混合流优先控制T型交叉口通行能力研究

在对城市优先控制T型交叉口进行交通调查基础上,分析交叉口混合交通流运行特性;对交叉口主路到达行人及非机动车流按“群”统计,借鉴间隙接受理论模型,对混合流下交叉口交通流运行等级进行划分,将主路到达的行人及非机动车流看作独立优先冲突流,并对其冲突特性进行分析,最终建立适应混合流下优先控制T型交叉口的通行能力计算模型,为交叉口改造、管理控制方式选择及整个路网通行能力的提高提供理论依据。     

交通流参数的微分方程

流量，速度和密度是表征交通流特性的三个基本参数，随市面上ITS（intelligent transportation system)技术的应用，传统的流量-速度-密度关系将有变化，文中研究了交通流三个基本参数的全微分方程（动态方程），三参数之间关系曲线的斜率，提出了衡量车辆反应快慢的速度延迟系数。     

白行车阻滞干扰对交通流的延误影响模型

机非混合交通流是我国城市交通的一个主要特征,在机非混行路段,自行车对机动车的行驶会造成干扰影响,容易造成交通延误,目前尚缺乏对这种延误进行分析的数学模型和计算方法．本文针对交通流中出现的离散流和连续流的不同情况,分别采用概率论理论和流体动力学理论两种不同的方法提出了机非混行路段的自行车阻滞干扰对交通流的延误影响模型。该...     

车间间距分布规律的研究

以我国混合车流作为高等级公路交通流的基本构成，分析了混合车流车型跟驶序列组合的概率；采用计算机模拟手段，得到了车头时距阈值与速度关系、不同跟车序列最小车头间距、车头间距与随机度关系和车头间距与流量关系；并通过随机度参数将微观和宏观参数整合为一体。     

车头间距与高速公路交通流混沌

为了分析交通流混沌的转化机理，探讨了车头间距与高速公路交通流混沌的关系．提出了一种快速判别交通流混沌的最大李雅普诺夫指数改进算法，并用此改进算法和功率谱法研究了高速公路实测交通流的混沌问题，绘制了实测交通流的功率谱曲线．通过分析功率谱曲线，可以明显地观察到交通流频谱出现了噪声和宽峰的变化；用最大李雅普诺夫指数改进算法计算实测交通流的最大李雅普诺夫指数，结果表明，高速公路实测交通流中存在混沌现象．研究表明，车头间距的变化是交通流混沌现象产生的根本原因．     

交通流状态辨识小波算法研究

针对智能交通系统的开发和交通流特性，应用小波多分辨分析理论的Mallat分解算法建立交通流状态辨识方法，利用多种小波系数与交通流参数之问的相应变化规律进行交通突变状态的辨识．交通流状态的突变多与交通事件直接相关，故采用事件和非事件条件下的模拟数据对算法参数进行了标定及离线测试．将算法与几种传统算法分别进行了性能比较，结果表明Mallat分解算法在交通流突变状态实时辨识方面具有很好的性能．