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《城市快速路宏观稳态交通流建模及应用分析-城市交通》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、城市快速路宏观稳态交通流建模及应用分析摘要：文章简述了宏观稳态交通流的特点和三个基本模型：递推模型、起始一到达模型、起始一终点模型，并利用递推模型建立城市快速路宏观稳态模型來模拟以交通流状态。从宏观层次上分析了高架交通流随时间和空间的变化、分布规律，并进一步分析、评价了高架道路各路段的交通运行状态。关键词：城市快速路；宏观稳态交通流；建模；交通流特性中图分类号：U491文献标识吗：AApplicationAnalysisandModelBuildingofMacroscopicSteadyTrafficFlo
2、wofUrbanExpresswayAbstract:Afterthestatementofthecharacteristiesofmacroscopicsteadytrafficflowbriefly,threebasicmodelsareputforward,whichincluderecursionmodel,start-arrivalmodelandstart-destinationmodel.Thearticlesetupsteadytrafficflowmodelofurbanexpressway
3、basedontheprincipleofrecursionmodeltosimulatethesituationoftrafficflow・Thenthearticleanalysesthechangeanddistributioncharacteristicsoftrafficflowofexpresswayandevaluatestheoperationsituationofeveryroadsectiononurbanexpressway.Keywords:UrbanExpressway;Macros
4、copicSteadyTrafficFlow;ModelBuilding;CharacteristicofTrafficFlowo前言交通流模型是描述交通流状态变量随吋间与空间变化、分布规律及其与交通控制变量之间关系的方程式。目前交通流模型可以概念上划分为宏观模型和微观模型。宏观方法将交通流作为rh大量车辆组成的可压缩连续流休介质，研究车辆集体的综合平均行为，其单个车辆的个体特性并不显式出现。微观方法则是集中丁单个车辆在相互作用下的个体行为的描述，如午辆跟驰模型和元胞口动机模型(particlehopping
5、model)o不同的理论描述方法所建立的理论模型⑴，都有其独特的优点，但也有一定的局限性。跟车模型中，每辆车有自C的运动方程(常微分方程)，模拟计算时间和内存要求均与车俩数日成正比。分析少量交通量的交通行为时比较精细，但对车辆数口很人的交通(如城市快速道路)，此模型则不够经济。如Berg⑵等人在估算一条道路的行波时，采用跟驰模型求解需要4小时，而宏观模型只需5秒⑶。显然采川连续模型处理由大量车辆组成的车流问题较Z微观模型经济得多。宏观稳态交通流⑴是指当交通流变量流量q(x,t)、速度v(x,t)、密度P(x,
6、t)与时间t无关而仅仅与地点x有关时的交通流，用来描述宏观稳态交通流的模型称为稳态模型。也就是说宏观稳态交通流模型是描述q(x)、v(x)、P(x)与道路位置坐标x分布规律和关的模型。连续交通流宏观稳态模型是本文交通信息采集为处理，道路交通运行状态分析的基础。1城市快速路宏观稳态交通流模型稳态交通流模型主要有三种：递推模型、起始一到达模型、起始一终点模型。通常将流量q随道路坐标x连续变化的规律离散化，即把一条道路按照其实际儿何形式和交通状况划分为若干段，使得在每一段内交通状态可近似成均一，且每一•段内车道数不
7、变，至多有一个入口和出口，如图1所示。图1城市快速路分段示意图1.1递推模型设路段j的流量为qj入口、出口流量分别为号，步，则稳态交通流量的递推模型为:上式中，只要知道主线流量及各入口、出口匝道的流量，就可以依次计算各路段的流量。快速路路段的一段时间的总流量的计算方法即为所冇进入该路段交通流量的和，包括所有入口匝道和路段的起始端主线流量:该模型简洁易用，但无0D信息，既苗!各段流量构成中，不能确定流量來源。1・2起始一到达模型设从路段i的入口匝道进入的车辆右中有砌到达路段j,贝叽幻=工"•竹/丿=1,2,…,
8、N(3)引入NXN阶起始到达矩阵：，=1awa】2…aN0a22…Sn••••••••.°°…aNN_记q=［qi,q?,…,q"=［口，…,❻］，分別称其为流量向量、入口流量向量，其矩阵形式如下：q=rA⑷其中，矩阵A是以a”为元素的起始一到达0D分流比例矩阵。在估计出矩阵A的条件下，由各入口流量m可计算岀各路段流量qi(i=l,2,…，N)。1.3起始一终点模型设口中有bij的流量经下游第j路
