道路交通流量预测模型.doc
上传人:sy****28 上传时间:2024-09-13 格式:DOC 页数:11 大小:32KB 金币:16 举报 版权申诉
预览加载中,请您耐心等待几秒...

道路交通流量预测模型.doc

道路交通流量预测模型.doc

预览

免费试读已结束,剩余 1 页请下载文档后查看

16 金币

下载此文档

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

道路交通流量预测模型Ξ吴邦文1张谢东2(中国长江航运集团职工大学1,湖北武汉430062武汉理工大学2,湖北武汉430063)摘要交通流量预测分析研究是智能运输系统的核心研究内容之一,概述了道路交通流理论的发展历史,研究与总结了道路交通流量预测的几类模型,并展望了其研究前景,为今后进行更加深入的研究并取得具有实用价值的研究成果打下基础。关键词交通交通流量预测模型文章编号1001-7348(2000)11-173.02中图分类号U41文献标识码A近年来,欧、美、日本等发达国家纷纷提出了有关智能运输系统的研究,进入80年代以后,西方国家开始了大规模的智能运输系统的研究,并且取得了一些阶段性的研究成果。他们所确定的ITS研究内容包括:先进的交通管理系统ATMS(AdvancedTrafficManagementSystem)、先进的驾驶员信息系统ADIS(AdvancedDriverInformationSystem)、先进的车辆管制系统AVCS(AdvancedVehicleControlSystem)、商业车辆营运管理系统CVOM(CommercialVehicleOperation/FleetManage2ment)、先进的公共交通系统APTS(AdvancedPublicTransporta2tionSystem)和发达的乡村交通系统ARTS等方面。无论是开展其中哪方面的研究,交通流量预测分析研究都是其核心研究内容之一。交通流理论是一门包含了交通工程、系统工程、应用数学和力学等多门学科的交叉性学科,其目的在于运用现代科学知识准确描述道路交通流的性状,通过建立正确的数学模型对道路交通进行模拟,揭示道路交通流现象的本质,从而达到对交通进行科学管理与控制的目的。1道路交通流理论的发展关于交通流理论的研究,最早始于20世纪30年代,当时的交通流研究主要采用的是概率论方法,许多学者将Pois2son分布运用于交通流分析以及道路交叉的交通分析。到了50年代,由于公路与城市道路的交通流量的迅猛增加,交通流中的车辆的独立性和交通流的随机性越来越小,于是又出现了运动学模型和车辆跟驰理论。车辆跟驰模型是一种微观模型,它将交通流处理为由分散的粒子所组成,假定道路上车流中的每一辆车必须与其前面的车辆保持一定的距离,以免发生碰撞,而且其运动速度完全由它前面的车辆决定,据此对由n辆车所组成的质点系进行动力学分析。该模型可以对正常情况下的交通流进行一些定性的分析,其缺陷在于不能考虑其它一些外部因素(如红、绿灯、超车等)的干扰。运动学模型是将流体力学中的连续性方程,引入到交通分析中来的一种交通流模型。此假定车流中的数守恒,同时引入速度—密度关系式使方程封闭,然后采用特征线法对方程进行数值求解,从而给出交通流的密度波和激波的形成。但是,此模型在实际计算中的效果却不理想。进入七八十年代以后,流体动力学模型开始运用于交通流的分析和预报,并且发展较快。此外还有动力论模型。流体动力学模型是在交通流理论中引入流体力学中的动量方程,与连续方程同时联立求解的一种模型。动力论模型则是引入了与气体动力论相类似的速度分布函数,此模型的优点是可以在交通流分析中考虑各种交通因素的影响。90年代末,由于人工神经网络理论的广泛运用,又出现了基于人工神经网络理论和卡尔曼滤波理论的交通流量预测模型。由于种种原因,我国开展交通流理论的研究工作起步较晚,从事交通流理论研究的科研人员也很少,直到90年代初,才有少数研究成果公开发表。其中工作较为突出的有上海复旦大学的吴正、上海大学的戴世强、吉林工业大学的杨兆升和东南大学的王炜等。因此,还需要更多的科学工作者投身到这项研究工作中来。2交通流预测模型2.1流体运动学模型1955年,著名流体力学家M.J.Lighthill和G.B.Whitham首次采用一阶连续介质模型,论证了交通激波的存在和特性以及其在交通流分析中的应用,从而建立了交通流的一维运动学理论,简称L2W理论,交通流应该满足的连续方程为5k5t+5q5x=s(x,t)(1)其中s(x,t)为流量产生量,对于无进出匝道的道路s(x,t)=0,对于只有进口匝道的道路s(x,t)>0,对于只有出口匝道的道路s(x,t)0为期望指数。方程(6)右边第一项是驰豫项,表示驾驶员调节其车速以达到平衡的速度-密度关系的加速过程。第二项是期望项,表示驾驶员对其前方的交通