交通流多格点预估格子模型与数值仿真

考虑驾驶员对多格点交通流量预估效应,建立了新的交通流多格点预估格子模型。通过线性稳定性分析获得了改进模型的稳定性条件。通过非线性分析得到了扭结—反扭结密度波解,得到了交通流相空间的三个区域:稳定区域、亚稳定区域和不稳定区域。数值仿真验证了考虑驾驶员对多格点的预估效应,能够进一步提高交通流的稳定性。     

驾驶员预估效应对交通流合作驾驶格子模型优化状态的影响

基于合作驾驶格子模型, 考虑驾驶员对交通流量的预估效应, 提出一个扩展的交通流合作驾驶格子模型。通过线性稳定性分析和非线性分析探讨驾驶员预估效应对合作驾驶格子模型优化状态的影响。结果表明, 驾驶员预估效应能够进一步增强合作驾驶格子模型优化状态下的稳定性。     

考虑司机反应延迟和次近邻车辆影响的格子模型

综合考虑司机反应延迟和次近邻车辆对行驶车辆的共同作用,提出了基于司机反应延迟的次近邻流量交互的流体力学格子模型.利用非线性分析方法来研究司机反应延迟系数和次近邻流量差对抑制交通阻塞的效果,用m Kd V方程来近似描绘亚稳定区域演化过程中出现的扭结-反扭结孤波.最后分析了司机反应延迟和车辆流量差对模型稳定性的影响.     

Burgers方程的精确孤立波解的符号计算

借助于符号计算Maple,给出了一种构造非线性波动方程行波解的直接代数方法,该方法的主要特点是充分利用Riccati方程.使用此方法得到Burgers方程的多组精确行波解,其中包括一些新的孤立波解,这种方法也适用于求解其它的非线性波动方程（组）.     

二维空间旋转孤立波的相互作用

利用图形分析方法对(2 1)维频散长波方程的旋转孤立波之间的相互作用进行了详细分析,发现了旋转孤立波相互作用产生的一些新的重要非线性现象.这就是,两个旋转孤立波的碰撞是完全非弹性的,它们碰撞之后可以合并成一个旋转孤立波或一个不旋转孤立波,同时可以发生波形转换及性质改变等现象.这些现象的发现,对非线性水波传播与相互作用规律的进一步认识、对非线性水波的控制与利用都具有重要的理论意义.     

一类偏微分方程的格子Boltzmann模型

研究了对流扩散方程、Burgers方程和Modified-Burgers方程等具有相同形式的一类偏微分方程。并且构建了带修正函数项的D1Q3格子Boltzmann模型求解这类方程。为了能准确地恢复出此宏观方程,利用Chapman-Enskog展开和多尺度分析技术,推导出了各个方向的平衡态分布函数和修正函数的具体表达式。数值计算结果表明该模型是稳定、有效的。     

考虑鸣笛效应和驾驶员异质性的新格子模型稳定性分析

道路环境及密集交通流随机波动是交通扰动的诱因, 文中考虑道路环境中的汽车鸣笛效应和驾驶员异质性的影响, 提出鸣笛发生临界密度的概念, 建立了更符合实际的格子流体动力学模型, 并揭示非饱和交通状态下诱发交通流失稳的机理.在线性稳定性分析中利用扰动法得到了该模型的稳定性条件, 并基于还原微扰法对该模型的非线性稳定性问题进行研究, 通过求解mKDV方程获取的扭结-反扭结孤立波描述了在临界点附近密度波的传输规则.仿真结果表明, 考虑有鸣笛效应的新格子模型相比于Nagatani模型的稳定性更强, 而较大的临界密度对交通流稳定性存在消极影响; 与以往微观模型相比, 本文模型能解释鸣笛现象发生的自然条件, 即密度高且流量低的地方, 同时驾驶员特性也对交通流的稳定性存在着显著影响.     

带强迫项的变系数KdV方程的多孤立波解及其应用

本文利用改进的齐次平衡法,首先得到了带强迫项的变系数KdV方程的多孤立波解,然后借助此解得到了强迫KdV方程的多孤立波解.最后作为应用例子,利用图形分析方法分析了Rossby孤立波的相互作用,指出了影响Rossby孤立波相对幅度、相位、传播方向及平衡位置的主要原因.     

一种时变耦合映象格子模型的初值估计方法

耦合映象格子（Coupled map lattice，CML）模型是非线性科学研究中的一个重要模型。从CML系统中恢复系统的初始条件对信号处理等问题的研究非常重要。本文在符号动力学方法的基础上，针对全局耦合映象模型，提出一种基于时变映象系数恢复信号初值的新方法。实验结果表明，本文方法能够有效地恢复初值的统计特性，使整个格点信号均值等于给定信号均值。此外，采用时变映象系数恢复的信号值与原信号之间偏差、均方误差（Mean square error，MSE）都较传统方法小，而且与原信号之间有较强的相关性，能够更好地刻画实际信号的物理过程，并对系统初始条件作出稳键估计。     

一种新的一维无格子超车跟车仿真模型

近年来,人们对超车和跟车进行了广泛的研究。但以往方法尚有其不足之处。主要体现在,不能统一处理超车和跟车模型以及不能较好地体现司机的行为特性,另外不能通过简洁的计算同时给出任意时刻车辆在道路的纵向和横向上的位置。为此,作者在其首创的固支梁挠度曲线超车跟车模型基础上,提出了一种新的一维无格子超车跟车模型。它根据前方车辆的情况及道路宽度的变化情况直接确定当前车辆在道路宽度方向上的位置。新模型能同时适用于道路宽度变化和前方车辆速度变化的情形。     

交通高峰期路段交通流动力学模型

研究了交通高峰期交通流的动力学规律。为了解决交通高峰期交通堵塞的问题，从车辆数量守恒的思想出发，对交通高峰期的路段交通流规律进行了探讨，分析了交通流参数，建立了交通流运动微分方程，通过理论推导得出了路段的一维交通流动力学模型。通过仿真实验表明，此模型能反映交通流的基本特性，能够为交通部门在交通高峰期调节路网交通流提供理论依据。     

城市复杂道路网络交通流的分解模型

针对城市道路交通流非线性、不确定性和模糊性特点,将城市道路与快速干道作为整体对待,提出了面向控制应用的城市交通网络宏观动态离散模型。将城市街区作为划分基点,把整个城市道路复杂交通网络分解为交叉口和单向环形道路两个子系统,分别建立了它们的宏观动态模型。通过对交叉口进行理想虚拟变形,将各个单向环形道路连接在一起,从而形成各种复杂网络。对西安市中心区域的实际交通流数据进行了仿真研究,结果表明该交通流模型基本实现了城市道路与快速干道的统一分析建模,较好地反映了城市路网的交通流信息,可以作为城市交通控制系统分析和设计的有力工具。     

右转车流及对向行人影响下的行人过街延误模型

通过分析车头时距随交通流量而变化的统计特性,提出了基于车头时距分布的自适应的行人过街冲突延误计算模型。根据低交通流量情况下车头时距服从负指数分布时的行人过街冲突延误,分别推导出中等交通流量及高交通流量情况下的行人过街冲突延误计算模型;结合无干扰条件下的相位延误和对向行人流阻滞延误得到干扰条件下的行人过街总延误计算模型;通过Vissim仿真实验对模型进行了准确性验证,其偏差小于3%。此外,将提出的行人过街延误模型与以机动车到达间距服从负指数分布为假设前提的行人过街延误模型进行误差比较,结果表明所提出的延误模型误差更小。     

城市中观交通仿真的交通流车簇模型

为了解决城市交通仿真模型仿真速度和仿真精确度的平衡问题,针对城市交通流运行特征,同时考虑影响交通流运行的若干因素,如车辆数目、红绿灯控制等,提出一种中观交通仿真车辆群体模法.该模型结合了宏观模型和微观模型的优点,同时对应的交通流配流算法解决了传统模型的不足,城市交通仿真实验结果表明了车辆群体模型和分配算法的合理性和有效性.     

Parameter identification for a traffic flow model

In this paper, a macroscopic model is presented which describes the traffic flow on a freeway by a set of nonlinear, deterministic difference equations. The model is deduced from simple physical and empirical considerations and contains a set of free parameters which have to be estimated using real traffic data. This identification procedure is formulated here as a parameter optimization problem which is solved by nonlinear programming. In addition, the sensitivity of the model with respect to parameter changes and structural changes is investigated. Although stochastic events play a role in traffic dynamics, the results demonstrate that the validated model copes surprisingly well with real traffic behaviour.     

基于元胞自动机模型的交通流混沌仿真研究

研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg（NS）模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率的变化对交通流运动状态的影响。结果表明,当车流密度超过某一值时,NS模型仿真出的交通流会产生混沌现象;而交通流混沌产生的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素。     

基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型

为了将交通出行需求对路网交通流量的影响进行动态的量化分析,提出了一个基于O-D矩阵估计的路网交通流量仿真模型。利用O-D矩阵估计的重力模型计算方法、复杂网络理论和路段阻抗模型,构建了路网模型;在人们出行总是选择路段阻抗最小路径的假定下,设计了出行需求的路网流量映射算法;基于离散事件仿真,在PC系统上实现了路网流量仿真系统。仿真结果表明：该仿真系统可以根据各交通子区域出行需求的变化,精确模拟路网流量和交通状态的动态演进。