第3章-交通流模型.ppt

1、Ch2車流量特性，第1，3章，車流量模型，Ch2車流量特性，2，本章的主要內(nèi)容，對1調(diào)查地點的數(shù)據(jù)特性的重要影響2速度一密度模型3產(chǎn)水量一密度模型4速度一產(chǎn)水量模型5三次元模型6突然變異理論模型7行列理論模型，Ch2車流量特性，3，教育目的：交通調(diào)查的把握重點：交通流參數(shù)：流量， 速度和密度難點：用各種車流量基本殘奧表的關(guān)系模型、Ch2車流量特性、4，1調(diào)查點對數(shù)據(jù)性質(zhì)的影響、車流量模型、調(diào)查數(shù)據(jù)的回歸預測直接調(diào)查數(shù)據(jù)理論確定模型結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上調(diào)查了殘奧表標定和檢查、Ch2車流量特性一、位置對數(shù)數(shù)據(jù)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)有間斷流出現(xiàn)觀測到q1、q2、非擁擠、擁擠、Ch2車流量特性、6、1對調(diào)查地

2、點的數(shù)據(jù)性質(zhì)的影響、另一方面，觀測到對調(diào)查位置的數(shù)據(jù)性質(zhì)的影響、非擁擠的車流量或者接近通行能力的車流量，適于通行能力的研究的q1、q2、Ch2車流量特性、7、1對數(shù)據(jù)的性質(zhì)賦予不會發(fā)生交通擁擠，在該位置可以得到不堵車時的交通數(shù)據(jù)。 可以看出調(diào)查地點對數(shù)據(jù)的影響是不能忽視的。 在q1、q2、Ch2車流量特性、8、京石高速公路北京牌段觀測點測量的1車道上的數(shù)據(jù)。 可以看出，在產(chǎn)水量的大范圍內(nèi)，速度下降較小。 在01000臺/h時，速度只下降了4km/h。 當產(chǎn)水量超過1300臺/h時，速度將加快。 如果產(chǎn)水量小，則數(shù)據(jù)點分散到一盞茶，這是因為此時車輛的行駛自由度大，駕駛者可以自由選擇該車速，以該希

3、望的車速行駛。 在這種情況下，表示出現(xiàn)了車輛的汽車性能的差異，車輛速度的偏差很大。 另外，如果話務量接近車道的通行能力，車流量就會變得不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的離散性也會變得更大。 Ch2車流量特性，9，2速度一密度模型1 .格林謝爾德線性模型1935年，格林謝爾德提出uf自由流車速，kj堵塞密度為每輛車7m，kj=1000。 如果交通密度很小，則模型不適用。 對應于um最大交通量的速度、最佳速度、Ch2車流量特性、11，3 .下伍德(Underwood )模型在小密度的交通條件、半對數(shù)坐標、Ch2車流量特性、12，4 .編輯器模型編輯器中提出了應用標準化速度與標準化密度的關(guān)系曲線、Ch2車流量特性，13

4、，3產(chǎn)水量一密度模型1 .拋物線狀的產(chǎn)水量密度模型Greenshields速度密度模型，曲線上任意點的箭頭直徑的斜率表示該區(qū)間內(nèi)的區(qū)間平均速率，切線的斜率表示產(chǎn)水量微小變化的速度分布。 Ch2車流量特性，14，2 .對數(shù)模型1 )大密度的模型格林貝爾速度密度模型，應用于1441veh/h (通行能力)，kj=228veh/)應用于小密度的模型羅安達伍德(Underwood )模型顯然是k=km時3 .不連續(xù)曲線模型是大密度交通和小密度交通兩種不同的u-曲線不連續(xù)，經(jīng)常出現(xiàn)在瓶頸段。 實測的產(chǎn)水量密度的關(guān)系是斷斷續(xù)續(xù)的，出現(xiàn)“逆”，兩個分支分別用于定義自由流和擁擠流。分析：突然變異理論、Gree

5、nberg模型、kj=250 veh/mile 156 veh/kmum=14.5 mile/h 23.2 km/h、Ch2車流量特性、17，4 .遲滯現(xiàn)象現(xiàn)象、Ch2車流量特性、18、車流量在從擁擠狀態(tài)恢復到非擁擠狀態(tài)時，產(chǎn)水量通行Ch2車流量特性、19、4速度產(chǎn)水量模型Greenshields拋物線模型是基于速度密度的線性模型得到的。 式中： uf自由流車速、kj擁堵密度、Ch2車流量特性、20，存在問題： (1)曲線表示單向式車道的速度產(chǎn)水量關(guān)系，非高速公路觀測數(shù)據(jù)；(2)模型相互超說唱樂觀測數(shù)據(jù)定徑套，分類，每100輛車為1定徑套，每隔10輛開始記錄新的定徑套Ch2車流量特性、21、2

6、 .其他模型及曲線、Ch2車流量特性、22、Ch2車流量特性、23、Ch2車流量特性、24、5三維模型，在車流量密度k小于飽和車流量密度km時，隨著密度增加，車流量q增加，在密度k達到km時，隨著密度k增加、下伍德模型適用范圍、Ch2車流量特性、25、5三次元模型、交通密度越小，車輛行駛時的相互影響也越小，車速也越高，表現(xiàn)出線性關(guān)系。 對于Ch2車流量特性、26、5三次元模型，在未飽和車流量條件下車速越快，產(chǎn)水量越大的臨界車速(最佳車速) um時，如果通行能力最大的車流量飽和，則行駛車速反而下降。綠色條模型的適用范圍、Ch2車流量特性、27，6突然變異理論模型、【1】王英平、王殿海等，突然變異

7、理論應用于車流量分析理論綜述，交通運輸系統(tǒng)工程信息，2006，5 (6):6821 (6):598-605【3】郭健等，尖點突變車流量模型的研究、控制和2008，23 (2):237-240【4】凌復華，突然變異理論如水突然地沸騰，冰突然地融化，火山噴發(fā)，到處發(fā)生突然地地震，房屋突然地倒塌(壓曲)。 Ch2車流量特性，29，(2)突然變異理論的內(nèi)容突然變異理論主要以拓撲分析學為工具，根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論，提出了新的判別突然變異、躍進的原則。 對于這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和不穩(wěn)定現(xiàn)象，突然變異理論用勢函數(shù)表示穩(wěn)定或不穩(wěn)定，有一定的運算方法。 湯姆的突然變異理論用數(shù)學工具描述了系統(tǒng)狀態(tài)的飛躍，系統(tǒng)給出了位于穩(wěn)

8、定態(tài)的殘奧儀表區(qū)域，當殘奧儀表變化時，系統(tǒng)狀態(tài)也變化，當殘奧儀表通過某特定位置時，狀態(tài)突變。 根據(jù)Ch2車流量特性、30和突然變異理論，在自然段和社會現(xiàn)象中的大量不連續(xù)事件能夠以特定的幾何形式表示。 湯姆指出，在三度空間和一維空間四因素控制下發(fā)生的突然變異有尖塔突然變異、螞蟻突然變異、折疊日式榻榻米突然變異、蝴蝶突然變異、雙曲臍突變、橢圓形突變和拋物線形突變7種突變類型。 例如，用大拇哥和中指夾住有彈性的合十禮層向上彎曲，然后用力按壓合十禮層使其變形的話，在某種程度上合十禮層就會突然向下彎曲，失去彈性。 這是生活中常見的突然變異現(xiàn)象，它有兩種穩(wěn)定的狀態(tài)：上彎和下彎，狀態(tài)由兩個殘奧表決定。 一個

9、用手指夾住的力(水平方向)，另一個用合十禮的壓力(垂直方向)，尖塔突然變異記述。、Ch2車流量特性、31、突然變異理論提出了一系列數(shù)學模型，描述了自然段和社會現(xiàn)象中發(fā)生的不連續(xù)變化過程，并描述了各種現(xiàn)象為何從一種形式飛躍到根本不同的另一種形式。 巖石破裂、橋梁斷裂、細胞球分裂、胚胎變異、市場破壞、社會結(jié)構(gòu)劇變等。 潘岳等人.突然變異理論在巖體系統(tǒng)動力失穩(wěn)中的應用.科學出版社. 2008，Ch2車流量特性，32，(3)突然變異理論的應用突然變異理論在自然科學的應用相當廣泛. 在物理學上研究了過渡相、分支、卡奧斯和突然變異的關(guān)系，提出了動態(tài)系統(tǒng)、非線性力學系統(tǒng)的突然變異模型，說明了物理過程的重現(xiàn)性

10、是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的表現(xiàn). 化學方面用蝴蝶的突然變異來描述氫氧化合物的水溶液，用尖頭突然變異來描述水的液體、氣、固的變化等。 研究了生態(tài)學中物群的消長和生滅過程，提出了根治蝗蟲的模型和方法。 在工程技術(shù)中，研究了彈性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，通過橋梁超載破壞的實際過程，提出了最佳的結(jié)構(gòu)修改。 傳統(tǒng)的Ch2車流量特性、33、(4)突然變異理論在交通工程科學中的應用車流量模型很難解釋某些實測車流量數(shù)據(jù)出現(xiàn)的不連續(xù)“跳躍”現(xiàn)象，而基于突然變異理論的車流量模型可以從三維空間角度更好地解釋。 因此，利用交通波理論，將車流量三殘奧儀表模型和尖點突變數(shù)學模型相結(jié)合，研究車流量模型的臨界狀態(tài)。 詳細地說，第六章的交通波理論應用、Ch2車流量特性、34，6、車流量基本殘奧儀表模型的結(jié)論和展望在先模型不能很好地應用于當前車流量特性的研究，速度-產(chǎn)水量-密集度關(guān)系的數(shù)學模型仍在不斷改進。 沒有一個新的模型能很好地描述車流量的狀態(tài)，理論工作者很重視密度研究，但大部分都收集占有率數(shù)據(jù)，密度這兩