网络交通流宏观基本图研究综述.doc

网络交通流宏观基本图研究综述 廖大彬 马万经 （同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室， 上海 200092） 摘 要：网络交通流宏观基本图(Macroscopic Fundamental Diagram，MFD) 关键词：宏观基本图；网络交通流；交通小区 Review of the Macroscopic Fundamental Diagram Dabin Liao, Wanjing Ma （Department of traffic Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China） Macroscopic Fundamental Diagram as the new progress in the research of network traffic flow is attracting more and more intentions from home and abroad. The main idea of this paper is to give a detailed literatures review about this area, first of all, the definition and the progress of the Macroscopic Fundamental Diagram will be introduced. On the basis of this, the achievements about the existence、shape、application conditions、influencing factors and application in many aspects of the Macroscopic Fundamental Diagram will be settled. At last the future research directions were given accordingly. Keywords: Macroscopic Fundamental Diagram, network traffic flow, traffic neighbourhood 随着社会的发展，机动车拥有量也在迅猛增长，随之而来的交通阻塞问题也越来越严重。对于如何改善现有交通运行状况，相关研究也在不断地深入。宏观交通流模型作为分析网络交通状态及其演变的基本工具，很早便引起了学者们的重视。对于宏观交通流的研究始于20世纪50年代，Wardrop（1952）[1]和Smeed（1968）[2]首先发展了针对于干道的宏观模型，后来该模型被扩展到普通的交通网络中。Smeed于1966年提出能够进入城市中心区的车辆数是城市区域面积的函数。Thomson从伦敦收集了多年的交通数据，并发现平均速度和流量呈近似线性递减的关系。Wardrop于1968年提出平均速度和流量的一般关系式，该关系式仍然是单调递减[3]。以上提到的单调递减的关系只适用于流量较低的情况，不能反应流量和速度都较低的拥挤情况[4]。1979年Herman[5,6]提出“二流模型”（Two-Fluid Model），假设网络中的交通流可以分为两类，即为“二流”，一类为运动的车辆，另一类为由于拥挤、交通信号灯、交通事故等造成的停止的车辆，但该部分车辆中不包含到达目的地而停车的车辆。 然而，这些研究大多针对于相对孤立的设施上的交通流（如一条快速路等）进行建模。随着研究的深入，学者们开始探索以一个交通网络为整体的交通流运行规律，网络交通流宏观基本图正是在这一背景下由Daganzo等人提出。本文基于Daganzo等的研究成果，从对MFD的认识着手，对其研究进行总体概括，综述有关宏观基本图的已有研究成果，并对后续待研究的问题进行展望。 1 交通流宏观基本图的提出 随着人们对交通拥挤问题的研究对象从孤立的点向把小区为基本单位转变，并最后转移到整个网络基础上来，人们在不断地研究中发现大城市中存在MFD。Daganzo和Geroliminis最早提出了宏观基本图这个概念，并在随后的研究中给出了MFD一种描述性的定义，认为它可以描述网络中移动的车辆数和网络运行水平之间的普遍关系。并建立了网络中的加权流量和网络总交通量的关系，以及整个高速公路网络中所行驶的距离与所花费的时间之间的关系[7,8] ，在随后的研究中，该定义也得到了进一步的完善。Daganzo认为对一区域来说，MFD也可以用于描述该区域输出的流量（包括到达目的地和驶出该区域的流量）与该区域内车辆数之间的关系[9]。并认为MFD是交通流总量与密度之间的关系，或者说是车辆已运行里程与车辆已运行时间之