考虑车辆随机行为的交通流动力学模型

从研究微观个体车辆行为出发,考虑两种不同的具有不确定性的加速机制,提出了随机跟弛模型;在随机跟弛模型的基础上,得到了描述交通流宏观行为的连续性动力学方程,该方程是各项异性的,可以避免Daganzo提出的问题.对动力学方程的稳定性分析,得到稳定性判据.

敏捷驾驶在交通流中的作用

在交通流NaSch模型的基础上,考虑了当车辆速度大于车间距时,司机对前车的敏感驾驶随机减速行为,其概率与最大速度驾驶及延迟加速的随机过程不同,由此提出了一维交通流元胞自动机模型.计算机数值模拟结果得到的基本图显示出交通容量非常接近实测的交通容量,而且还显示出亚稳态特征、滞后效应和相分离现象等复杂的实际交通行为;这都是由于敏感驾驶所导致的,而且表明交通流元胞自动机模型演化步骤的顺序对交通流的状态起了很大的作用,并且这样的模型是合理和符合实际的.

多组分的不可逆聚集过程的集团体积分布

研究不可逆的多组分的集团聚集动力学方程，分别求出了凝结核Ｋｉｐ，ｊｑ＝ １（常数）和Ｋｉｐ，ｊｑ，ｌｄ＝ １（常数）动力学方程的精确解，并讨论了它们的长时渐进行为。

具有迁移项的n体不可逆聚集过程的动力学行为

利用ｎ体不可逆聚集过程的动力学方程（广义Ｓｍｏｌｕｃｈｏｖｓｋｉ方程），讨论了系统存在迁移作用时ｎ体不可逆聚集过程的动力学行为，给出迁移项为Ｓ（ｔ）＝－ａ（ｔ）Ｃｍ（ｔ）－ｂ（ｔ）ｍＣｍ（ｔ）的广义Ｓｍｏｌｕｃｈｏｖｓｋｉ方程的解析解；而且得出了液胶（Ｓｏｌ）－凝胶（Ｇｅｌ）相变的条件．同时，本文还讨论ｎ体不可逆聚集过程中非凝胶系统所出现的定态；当ｂ（ｔ）＝０时。

联合不可逆聚集过程的渐近行为

用联合聚集过程的动力学方程，讨论了当核为Ｋｌ（ｉ１，ｉ２，…，ｉｌ）＝（ｉ１ｉ２，…，ｉｌ）ω，其中Ｋｌ为第ｌ体的凝结核时。

n体不可逆聚集过程的凝胶动力学

提出在不可逆聚集过程中的溶胶相与凝胶相相互作用的 广义 F-模型 ,对其动力学方程进行求解 ,得到集团尺寸分布 Cm(t) ;对溶胶 -凝胶相变的相变时间进行讨论 ,求出相变时间 tc;对系统的溶胶相和凝胶相的质量变化进行了讨论 ;对广义 F-模型与广义 S-模型进行了比较 ;还分别讨论这两个模型的集团尺寸分布 Cm(t)的长时渐进行为 .

基于跟车思想的一维元胞自动机交通流模型

提出一个改进的一维元胞自动机模型来模拟周期性边界条件下高速公路上车流运动· 基于跟车模型的思想 ,根据所研究车辆与其前方紧邻车辆之间的间距和相对速度来确定该车的运动 ,间接地反映了次近邻车辆的影响· 通过引入安全间距来描述高速运动车辆接近前方缓行车辆时的减速行为 ,并利用随机减速概率来反映减速行为中的随机因素· 由于安全间距的引入 ,当减速概率大于零时在较高密度下就出现完全的阻塞相· 同时在本模型中采用的是有条件减速 ,因而可以较好描述交通实测中观察到的现象· 在临界密度附近 ,车流运动处于亚稳态并呈现出滞后现象· 由于本模型对于车辆微观运动的合理描述 。

公交车停靠时间的统计分析

考虑公交车在其站点的停靠时间具有随机性,在直行道路上与道路交叉口处的公交车站对其实测。通过对实测数据统计分析以及经x2检验法验证,停靠时间不符合正态分布。

城市道路交通问题与交通流模型

分析了目前城市道路交通存在的严重问题.从连续性描述、统计描述、离散描述3种研究方式,综述了交通流流体力学模型、气体动力论模型、跟驰和元胞自动机模型的研究进展,分析了主要交通流模型的建模思想、动力学方程(或演化规则)以及研究方法,展望了今后交通流模型的发展趋势.

非港湾式公交车站站点设置的研究

研究了在同一路段上非港湾式公交车站站点的分散式和集中式设置对道路交通的影响.在元胞自动机交通流NaSch模型上,提出了考虑公交车站站点分散式和集中式设置的双车道元胞自动机交通流模型,通过计算机模拟和理论分析,结果表明:在开放边界条件下,分散式公交车站点与集中式公交车站点相比,影响道路交通通行能力作用显著的减小;公交车站点之间的间隔、站台的长度、公交车停靠时间以及车流中公交车的比例对交通流量有显著的影响.

弯道动力学模型及能耗的研究

基于元胞自动机Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),提出了元胞自动机弯道模型和含弯道交通流的能耗公式,对弯道交通流的能耗进行研究.通过计算机数值模拟,研究了具有不同曲率半径、不同弧长和不同摩擦系数的弯道对能耗的影响.模拟结果显示,弯道曲率半径、弧长、摩擦系数对交通流能耗的影响都很大.

考虑延迟效应的交通流宏观流体力学模型

【目的】研究延迟效应的高阶宏观流体力学模型及其对交通流密度波产生的影响。【方法】通过宏观转化法将微观量转换成宏观量,推导出关于延迟效应的高阶动力学模型。同时结合交通流的守恒连续性方程,对新的动力学模型进行线性分析和非线性分析。用迎风格式数值模拟研究在不同延迟时间和密度下的交通流的成簇效应和系统的稳定性。【结果】推导出的模型具有各向异性的特性。在线性稳定性分析和非线性分析中分别推导出在微扰的条件下交通流的稳定性条件和描述密度波的KdV-Burgers方程,并求得密度波解。数值模拟结果表明考虑了延迟效应的模型系统不稳定状态范围在缩小。【结论】考虑了延迟效应的宏观流体力学模型,交通流成簇效应减弱。这表明交通流的拥堵得到抑制,有利于系统稳定。

信号交叉口改进延误模型及实测分析

【目的】为了给国内城市信号交叉口规划设计和服务评价提供科学依据,研究城市交叉口延误模型。【方法】对比Australian延误模型和Canadian延误模型,提出改进的延误模型,再采用牌照法,对饱和度接近1的道路交通延误进行实测,并把实测结果与3个模型进行对比。【结果】改进的延误模型在饱和度较低和较高的情况下,与Australian延误模型和Canadian模型的模拟数据很接近;在饱和度接近1时,改进的延误模型与实测结果能较好吻合;改进模型与Brilon和Wu的马尔科夫链方法比较,形式简单,计算简便,可操作性好。【结论】改进的模型适合用于平面混合低速的城市交叉口道路延误分析。

延迟概率和最大速度对交通流的影响

提出一种改进的单车道混合车辆元胞自动机交通流模型,考虑了车间距、车速对随机延迟概率的影响:当车速预期大于车间距时,其延迟概率较大;当车速预期等于车间距时,其相应的延迟概率较小;当车速预期小于车间距时,其具有的延迟概率最小.按此模型,通过计算机数值模拟,研究了具有不同最大行驶速度、不同随机延迟概率的车辆组成的混合交通流,得到的基本图在自由流区域出现跳变现象,在拥堵区域出现两个流量峰值,表明这是一种同步交通流现象.

非港湾式公交车站停靠特性的研究

基于Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),通过引入换道规则,建立包含非港湾式公交车站在内的双车道混合车辆元胞自动机交通流模型.计算机数值模拟表明,在周期边界条件下非港湾式公交车站路段的交通流存在一定的特性,在中等密度区域的拥挤流,车辆的平均速度与车流密度存在一次幂律关系.

对次近邻单向耦合振子的同步研究

【目的】在Kuramoto局域耦合振子平均场模型基础上,探讨在非对称耦合作用下一维闭合环上次近邻Kuramoto相振子的同步动力学行为。【方法】在最近邻单向耦合振子的动力学模型的基础上,建立次近邻单向耦合振子的动力学模型来研究少数耦合极限环系统的行为;通过数值模拟,得出平均频率、系统序参量与耦合强度的关系;通过理论分析少体系统的动力学稳定性。【结果】通过比较文献,证明次近邻单向耦合振子对同步存在影响。当在少数耦合极限环系统下(N≤6),耦合强度大于一定阈值时,所有振子都被同步到平均频率上,序参量随耦合强度的增加而趋于1,而在振子较多(N>6)时,在系统同步区域的序参量会出现多定态分支。【结论】一维闭合环上考虑次近邻耦合振子在非对称耦合作用下同步区域呈现多同步定态。非零稳态出现分支现象与耦合振子系统大小有关。

基于非对称作用的二维优化速度改进模型

【目的】通过分析行人流非对称作用的二维优化速度改进模型的稳定性,探讨行人交通流拥堵的临界行为。【方法】在二维优化速度模型基础上,用非对称作用力函数形式代替原来的对称力函数,并考虑后方行人的作用强度,提出一个改进的二维优化速度模型。【结果】通过线性稳定性分析得出沿φ=0,π/6,π/3,π/2方向传播的横波模式和纵波模式的稳定性条件,以及改进后的模型相图。在扰动波沿x轴传播的情况下,行人流的稳定性与敏感性系数a、行人间的距离r以及后方行人的作用强度λ同时相关;在其它情况下,稳定性条件都只与行人间的距离r有关。改进的模型中沿着x轴方向传播的纵波模式的临界曲线沿着r轴向左移动,且临界曲线下方的区域变得更小;而沿着x轴方向传播的横波模式的临界曲线沿着r轴向右移动,且临界曲线下方的区域变大。【结论】后方行人的作用强度对行人交通拥堵有较大的影响。

缺陷对周期螺旋波动力学行为的影响

在改进F itzHugh-N agum o模型基础上得到缺陷对周期螺旋波动力学行为影响的研究模型,对缺陷影响周期螺旋波动力学的模型进行数值模拟,研究缺陷影响后周期螺旋波的演化。结果发现,当缺陷的中心位置不动且离波头中心足够远时,半径比较小的缺陷对波头没有影响;随着缺陷半径的增大,波头会小幅度地远离原位置;如果缺陷半径继续增大,则会出现波头大幅度地远离原位置及波头消失的现象;缺陷影响前后螺旋波波头的周期不变。

元胞自动机FI交通流模型的能耗研究

在周期边界条件下,通过引入确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,研究单一交通流元胞自动机Fukui-Ishibashi模型(FI模型)的能耗问题.研究发现,FI交通流模型的能耗在最大流量处发生不连续的变化,急剧减少趋近零,其左右各存在交通能耗极大值.在最大流量处,确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布最小,交通能耗随着车辆最大速度的增大,车辆长度的增长和随机减速概率的增大而增加.

可激发介质时空混沌的同步控制法(英文)

本文提出了一种利用单向耦合的方法来实现两个处于时空混沌状态的可激发系统的完全同步.数值模拟结果表明,只要选取适当的耦合强度便能实现完全同步.于是我们在此基础上,实现了对可激发介质时空混沌的稳定控制.