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(duì)1調(diào)查地點(diǎn)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(diǎn)：交通流參數(shù)：流量， 速度和密度難點(diǎn)：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(diǎn)對(duì)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(yù)測(cè)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(biāo)定和檢查、Ch2車流量特性一、位置對(duì)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(cè)到q1、q2、非擁擠、擁擠、Ch2車流量特性、6、1對(duì)調(diào)查地

2、點(diǎn)的數(shù)據(jù)性質(zhì)的影響、另一方面，觀測(cè)到對(duì)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(duì)數(shù)據(jù)的性質(zhì)賦予不會(huì)發(fā)生交通擁擠，在該位置可以得到不堵車時(shí)的交通數(shù)據(jù)。 可以看出調(diào)查地點(diǎn)對(duì)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(cè)點(diǎn)測(cè)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(tái)/h時(shí)，速度只下降了4km/h。 當(dāng)產(chǎn)水量超過(guò)1300臺(tái)/h時(shí)，速度將加快。 如果產(chǎn)水量小，則數(shù)據(jù)點(diǎn)分散到一盞茶，這是因?yàn)榇藭r(shí)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(wù)量接近車道的通行能力，車流量就會(huì)變得不穩(wěn)定，數(shù)據(jù)的離散性也會(huì)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(duì)應(yīng)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(duì)數(shù)坐標(biāo)、Ch2車流量特性、12，4 .編輯器模型編輯器中提出了應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化速度與標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)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(duì)數(shù)模型1 )大密度的模型格林貝爾速度密度模型，應(yīng)用于1441veh/h (通行能力)，kj=228veh/)應(yīng)用于小密度的模型羅安達(dá)伍德(Underwood )模型顯然是k=km時(shí)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(shí)測(cè)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(gè)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(fù)到非擁擠狀態(tài)時(shí)，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(wèn)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(cè)數(shù)據(jù)；(2)模型相互超說(shuō)唱樂(lè)觀測(cè)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(shí)，隨著密度增加，車流量q增加，在密度k達(dá)到km時(shí)，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(shí)的相互影響也越小，車速也越高，表現(xiàn)出線性關(guān)系。 對(duì)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(shí)，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(yīng)用于車流量分析理論綜述，交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程信息，2006，5 (6):6821 (6):598-605【3】郭健等，尖點(diǎn)突變車流量模型的研究、控制和2008，23 (2):237-240【4】凌復(fù)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?fù)浞治鰧W(xué)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(jìn)的原則。 對(duì)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(shì)函數(shù)表示穩(wěn)定或不穩(wěn)定，有一定的運(yùn)算方法。 湯姆的突然變異理論用數(shù)學(xué)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(dāng)殘奧儀表變化時(shí)，系統(tǒng)狀態(tài)也變化，當(dāng)殘奧儀表通過(guò)某特定位置時(shí)，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(huì)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(huì)突然向下彎曲，失去彈性。 這是生活中常見(jiàn)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(gè)殘奧表決定。 一個(gè)

9、用手指夾住的力(水平方向)，另一個(gè)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(xué)模型，描述了自然段和社會(huì)現(xiàn)象中發(fā)生的不連續(xù)變化過(guò)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(xì)胞球分裂、胚胎變異、市場(chǎng)破壞、社會(huì)結(jié)構(gòu)劇變等。 潘岳等人.突然變異理論在巖體系統(tǒng)動(dòng)力失穩(wěn)中的應(yīng)用.科學(xué)出版社. 2008，Ch2車流量特性，32，(3)突然變異理論的應(yīng)用突然變異理論在自然科學(xué)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛. 在物理學(xué)上研究了過(guò)渡相、分支、卡奧斯和突然變異的關(guān)系，提出了動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、非線性力學(xué)系統(tǒng)的突然變異模型，說(shuō)明了物理過(guò)程的重現(xiàn)性

10、是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的表現(xiàn). 化學(xué)方面用蝴蝶的突然變異來(lái)描述氫氧化合物的水溶液，用尖頭突然變異來(lái)描述水的液體、氣、固的變化等。 研究了生態(tài)學(xué)中物群的消長(zhǎng)和生滅過(guò)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(guò)橋梁超載破壞的實(shí)際過(guò)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(xué)中的應(yīng)用車流量模型很難解釋某些實(shí)測(cè)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(diǎn)突變數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，研究車流量模型的臨界狀態(tài)。 詳細(xì)地說(shuō)，第六章的交通波理論應(yīng)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(yīng)用于當(dāng)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(xué)模型仍在不斷改進(jìn)。 沒(méi)有一個(gè)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