交通流速度-密度模型特性分析.pdf

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1、第31卷第2期2014年2月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．31No．2Feb．2014doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2014．02．020交通流速度一密度模型特性分析徐(1．浙江警察学院，浙江杭州310053；2．程1，陈晓明2青岛海信网络科技股份有限公司，山东青岛266071)摘要：描述交通流流量、速度和密度关系的基本图是交通流理论与交通工程领域的基础模型之一。本文通过对10种典型的速度一密度模型的总结分析，采用北京快速路实测数据对上述模型进行参数标定与误差分析

2、。结果表明，速度一密度模型的拟合误差在不同的数据集下不会发生很大的变化；如自由流速度、阻塞密度等具有明确物理意义的参数会随着不同数据集合发生较大的变化；NeweU模型和Logisitic模型在不同的数据集下都表现出良好的稳定性。上述研究将为速度一密度模型结构优化、模型参数标定提供实践支撑。关键词：交通工程；速度一密度模型；基本图；采样间隔中图分类号：U491文献标识码：A文章编号：1002—0268(2014)02—0114—07AnalysisofCharacteristicsofTrafficFlowSpeed—densityRelationModelXUChen91，CHENXiao

3、—min92(1．ZhejiangPoliceCollege，HangzhouZhejiang310053，China；2．HisenseTransTechCo．Ltd．，QingdaoShandong266071，China)Abstract：Thefundamentaldiagram，asthegraphicalrepresentationoftherelationshipsamongtrafficvolume，speedanddensity，hasbeenthefoundationoftrafficflowtheoryandtransportationengineering．Bysu

4、mmarizingandanalyzing10typicalspeed—densityrelationshipmodels，parametercalibrationanderroranalysisoftheabovemodelsaredoneusingmeasureddataofBeijingexpressway．Theresultshowsthat(1)thefittingerrorsofspeed—densitymodelshavelesschangeunderdifferentsetsoffielddata；(2)somephysicalmeaningfulparameters，su

5、chasfree—flowspeedandjamdensity，havegreatdifferenceunderdifferentsetsoffielddata；(3)NeweUmodelandLogisiticmodelshowgoodstabilityunderdifferentsetsoffielddata．Theaboveresearchwillprovidepracticalsupportforoptimizationofstructuresofspeed—densityrelationshipmodelsandcalibrationsofmodelparameters．Keyw

6、ords：trafficengineering；speed—densitymodel；fundamentaldiagram；samplinginterval0引言交通流3个基本参数也即3要素：流量、速度、密度是描述流体特性的关键参数¨1。交通流基本图是表征交通流3参数之间相关关系的模型，是交通流区别于其他流体的重要特征。因此，交通流基本图在交通流理论与交通工程实践中都扮演了重要的角色。在交通流动力学研究中，需要采用流量一密度关系模型来分析交通流中的扰动传播特性与交通流稳定性；在通行能力分析中，需要采用速度一流量关系模型来确定道路服务水平。早在1935年，格林希尔治口1(Greenshiel

7、ds)就通过实测数据的分析提出了第1个速度一密度模型。尽管该模型在最初研究时所使用的数据存在一些问题，但格林希尔治速度一流量的抛物线模型还是具有开创性意义的。它提出的速度一流量抛物线关系基本上反映了这两个参数的变化趋势，多年来一直被广泛采用，包括美国《道路通行能力手册》的收稿日期：2013—03—29基金项目：国家高技术研究发展计划(八六三计划)项目(2012AAll2309)作者简介：徐程(1985一)，女，江苏南通人