專(zhuān)利名稱(chēng)：修正速度的宏觀交通流離散模型穩(wěn)定性建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建模方法，特別是一種修正速度的宏觀交通流離散模型穩(wěn)定性建模方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著各種交通工具的數(shù)量大大增加，國(guó)際上很多國(guó)家的設(shè)施、道路、交通管理系統(tǒng)已經(jīng)很難適應(yīng)這種發(fā)展速度，特別是大、中城市交通基礎(chǔ)設(shè)施不足、交通信號(hào)控制的不協(xié)調(diào)、交通疏導(dǎo)系統(tǒng)缺乏、車(chē)輛調(diào)度和管理的混亂、交通參與者的交規(guī)意識(shí)等諸多方面的原因?qū)е铝顺鞘薪煌ㄝ^擁擠現(xiàn)象，由此又引發(fā)了交通安全、環(huán)境污染等一系列的社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。由于交通問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)問(wèn)題，它涉及到了城市交通網(wǎng)絡(luò)的綜合控制、 交通信息的綜合采集及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、交通智能信息融合與處理技術(shù)、交通流誘導(dǎo)技術(shù)、以及車(chē)輛運(yùn)輸智能調(diào)度方法、城市智能交通規(guī)劃方法、交通安全檢測(cè)、交通環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系等多方面的內(nèi)容，而且上述各個(gè)因素之間相互影響、相互制約，是一個(gè)相關(guān)性極強(qiáng)的綜合體，很難采用統(tǒng)一的描述形式刻畫(huà)這一復(fù)雜問(wèn)題；因此，對(duì)于交通系統(tǒng)的描述也各式各樣， 其中采用流體力學(xué)的觀點(diǎn)建立的宏觀和微觀模型分析交通特性者居多。在宏觀交通流模型中，交通流被視為由大量車(chē)輛組成的可壓縮連續(xù)流體介質(zhì)，研究車(chē)輛集體的平均行為，單個(gè)車(chē)輛的個(gè)體特性并不凸顯。宏觀交通流模型以車(chē)輛的平均密度P、平均速度V和流量q刻畫(huà)交通流，研究它們所滿(mǎn)足的方程。與微觀模型相比，宏觀模型可以更好地刻畫(huà)交通流的集體行為，從而為設(shè)計(jì)有效的交通控制策略、模擬及估計(jì)道路幾何改造的效果等交通工程問(wèn)題提供依據(jù)。數(shù)值計(jì)算方面，模擬宏觀交通流所需時(shí)間與所研究交通系統(tǒng)中車(chē)輛數(shù)目無(wú)關(guān)，只與所研究道路、數(shù)值方法的選取及其中空間X、時(shí)間t的離散步長(zhǎng)Δχ和At有關(guān)。故此，宏觀交通流模型較適合于處理大量車(chē)輛組成的交通系統(tǒng)的交通流問(wèn)題。流體力學(xué)模型是用連續(xù)介質(zhì)模型來(lái)模擬車(chē)流的交通狀態(tài)。較之微觀模型，流體力學(xué)模型能更好的描述和理解車(chē)流的集體行為。比較有影響的模型有 LWR 模型(195 、Payne 模型(1971)、Papageorgiou 模型(1989)和 Helbing 模型 (1999)。其中Markos Papageorgiou于1989年提出的D模型獲得了較多的認(rèn)可。該模型用三個(gè)偏微分方程描述高速公路車(chē)流的交通狀態(tài)，離散化方程為
τ動(dòng)態(tài)密度模型眾,( + !) = K (n) +—[q^ (η) - qt (η) + η (π) - Si ( )]
A動(dòng)態(tài)流量模型Qi (η) = α . I^i (η) Vi (η) + (1_ α ) [ki+1 (η) vi+1 (η) -ri+1 (η) ] -Si (η)動(dòng)態(tài)速度模型ν,, (n + l) = Vi (n)+等[ve (kt (π)) - ν, (π)] + ^·ν, ( ) · [ν,., ( ) - ν,, (π)]-登-、(二""+ 式中，Iii(Ii)為區(qū)間i在ηΤ時(shí)刻的密度，qi(n)為從時(shí)間η開(kāi)始第i段所駛出的車(chē)輛數(shù)，Qh (η)為時(shí)間η時(shí)，第i段駛?cè)氲能?chē)輛數(shù)，Li為第i路段的長(zhǎng)度，Α (η)為區(qū)間i在η 時(shí)刻的入口匝道流量，Si(Ii)為區(qū)間i在η時(shí)刻的出口匝道流量，Vi(Ii)為區(qū)間i在η時(shí)刻的區(qū)間速度，a為加權(quán)系數(shù)，ξ, λ, ζ為修正系數(shù)，T為采樣周期，τ為變化滯后時(shí)間，
權(quán)利要求
1. 一種修正速度的宏觀交通流離散模型穩(wěn)定性建模方法，其特征在于采用以下步驟 建立宏觀交通流模型
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種修正速度的宏觀交通流離散模型穩(wěn)定性建模方法，用于解決現(xiàn)有的模型難以直接處理交通擁堵問(wèn)題的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)方案是在現(xiàn)有的模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)建立新的交通模型，得到了交通擁堵問(wèn)題與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系，從而采用全局穩(wěn)定性角度從宏觀上判定交通是否會(huì)出現(xiàn)擁堵或其它異?，F(xiàn)象，為交通控制、決策提供基本依據(jù)，直接應(yīng)用到處理處理交通擁堵問(wèn)題。
文檔編號(hào)G08G1/00GK102254425SQ20111014816
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者史忠科 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)