交通流理论研究的思想方法.ppt

交通流理论研究的思想方法王殿海吉林大学交通学院交通控制实验室目录引言交通流理论研究的思想方法建模实例模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型模拟电路信号交叉口交通流模型基于运动学的起动-停车波模型结语交通流理论是研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系。01交通流理论研究的最终目的是要揭示交通现象形成的机理，服务于交通工程。01Herman：“交通流理论本质上是一种实验科学，应该选择最合适的数学模型来描述某一特定的现象，而不应该让现象去拟合研究者所熟知的某个模型”。01引言交通流理论研究的思想方法真实交通流的特点1）微分方程2）时空相关3）非线性4）随机性5）无穷维石家庄市某交叉口交通流理论研究的思想方法抽象交通流根据实际需要对真实的交通流进行简化，抽象的程度取决于应用的目的。交通流理论研究的思想方法交通流的建模模型结构设计只有对交通流深刻认识，才能建立更加符合实际的模型。车均延误饱和度10稳态理论定数理论过渡函数曲线交通流理论研究的思想方法交通流的建模模型参数标定模型参数需要有相对应的交通含义。参数的标定是一项具体细致的工作，其好坏直接决定了模型的应用效果，是模型能否适用的关键。离散系数取值的变化交通流理论研究的思想方法logo微观与宏观的统一宏观模型和微观模型分别描述不同的交通现象，而两者的统一可以更加深刻的揭示交通流运行机理。模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型213基本模型建立建模实例一：微观模型通过类比车辆停车起动过程，由虎克定律和牛顿第二定律建立如下模型：模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型模型求解（以起动过程为例）模型说明跟驰车辆的加速度、与前车的速度差以及两车间的距离将发生周期性变化，变化的具体情况取决于模型参数和定义域。建模实例一：微观模型建模实例一：微观模型模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型参数含义（1）即角速度，代表了跟驰车辆驾驶员根据距离的变化对加速度调整的敏感性强度，即反应强度。（2）d的物理意义是克服摩擦力所需的弹簧变形量，在车辆跟驰中表示车辆停车延迟或起动延迟，即车2驾驶员实施控制前前后两车距离的变化量。（3）A的物理含义是加速度振幅，在此的含义是驾驶员对加速度调整强度。这是一个大于1的量。（4）y代表了起动过程中两车间距离的变化值，它受驾驶员的反应强度、起动延迟的影响。（5）是初相角，在此决定了跟驰车辆加速度的初始时刻。因为加速度都是从0开始的，但时间又都不是从0开始。模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型关键参数的标定建模实例一：微观模型以车辆起动过程为例来标定模型参数，其中关键参数为d和。根据d的含义，其大小应该是后车起动之前前车行驶的距离，即后车起动的延迟距离。因此，标定结果如下表。a0T(sec)1.90(m/sec2)2.00(m/sec2)2.20(m/sec2)2.40(m/sec2)2.60(m/sec2)0.800.60800.64000.70400.76800.83201.261.50821.58761.74641.90512.06391.502.13752.25002.47502.70002.92502.003.80004.00004.40004.80005.20002.505.93756.25006.87507.50008.12503.008.55009.00009.900010.800011.7000各种情况下的d值（m）建模实例一：微观模型模拟弹簧车辆停车起动过程跟驰模型关键参数的标定在各参数中，最难标定，因为其不能通过观测值直接得到。根据t的定义域，如果说的变化范围为，那么t的变化范围为因此，应有：a0T(sec)1.90(m/sec2)2.00(m/sec2)2.20(m/sec2)2.40(m/sec2)2.60(m/sec2)0.800.40190.42070.45790.49430.52991.260.37950.39630.42910.46090.49181.500.36880.38470.41550.44530.47402.000.34840.36250.38970.41580.44072.500.33010.34270.36700.39000.41183.000.31360.32500