城市交通流的数值模拟

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1、中山大学硕士学位论文城市交通流的数值模拟姓名：杨永强申请学位级别：硕士专业：流体力学指导教师：詹杰民2003.5.20摘要ff交通流理论是--I'?应用性很强的交叉边缘科学，主要运用物理、数学以及系统土程等领域的工具对交通特性进行描述。迄今为止，在交通流建模当中尚未出现占压倒性优势的统一理论。城市交通压力同益增加，亟待发展建立切实可行的交通流模型。j，本文回顾交通流理论的发展历史，分柝和评述主要的交通流模型。交通流连续模型基于LWR模型和Payne模型而建立，作者针对其差分格式可能引起数值ot，模拟时的不

2、稳定，对连续模型中连续性方程的速度导数≥项进行了差分格式改m进：当节点处于激波面前端时，用前差格式；当节点处于激波面后端时，用后差格式：其它地方用中心差。较好地处理了交通激波问题，取得令人满意的模拟效果。本文还就流体动力学模型在城市混合交通的应用进行了探讨，对吴正模型的边界条件分别尝试三种不同的处理方法，提出了改进方法。本文对广州市部分道路进行了交通数据实测，～共进行了四次测量。主要测量各路段的车流量及车流速度，然后应用模型进行模拟验算，以期为交通建设以及监控提供合适的理论指导。根据实测数据，我们可以看到

3、在广州的道路交通当中，车辆主要以小型车以及其它车为主，大型车为辅。在城市与郊区的交通干道上，尤以小型车为主，其它车和大型车次之。而在城区内的交通干道中，却以其它车(摩托车)的数量为最多，这也符合广州当前混合式交通的现状。关键词：交这溉7动力享簇型，数值模籁j数据寝瑟ABSTRACTTrafficflowtheoryisaninter-disciplinesciencewithextensiveapplicationaspects，itdescribesthetrafficbehaviorsmainlyby

4、thetoolsofphysics，mathematicsandsystemengineering,etc．Sofar,thereisnotadominanttheoryinthefieldoftrafficflowmodeling．Withtheincreasingpressuresonurbantransportation，itturnsouttobeanurgenttasktodeveloptheappropriatetrafficflowmodels．Thispaperreviewsthedeve

5、lopmcnthistoryoftrafficflowtheory,analyzesthecharacteristicsofdifferenttrafficflowmodelsrespectively．ContinuumdynamicalmodelwasdevelopedonthebasisofLWRmodelandPaynemodel，anditsdifferenceschememightcauseinstabilityinthesimulationprocess，thereforetheauthorp

6、roposesanimprovedmethodtothepaftialderivative竺Ⅸofcontinuumfunction．ThepaperalsodelvesintotheproblemofurbanmixedtrafficflowinChina，andbringsforwardanimprovedmethodtotheboundaryconditionsofWumodelintheattemptofthreedifferenthandlingways．Thedynamicmodelhasbe

7、entestedbasedonthetrafficdatacollectedfromtheactualfieldsofGuangzhoustreets，andhopefullyitmightshedsomelightinthetransportationconstructionandcontrolintheoreticalways．WehavecollectedtrafficdatafromGuangzhoustreetsforfourtimes．Andaccordingtothecollecteddat

8、a，themajorityofGuangzhoutrafficissmallcarandmotorcycle．InthemainroadconnectingGuangzhouandsuburbareas，themajorvehicleissmallcar，butintheurbanareastherearctoomanymotorcycles，anditfitsthenatureofGuangzhou’smixedtypeof