交通分析4課件

2024/4/17交通分析4第五章交通波理論一、交通波模型的建立由q=kv可知：q1=k1u1，q2=k2u2有時(shí)也寫(xiě)成：二、交通波模型的意義Uw〉0，表明波面運(yùn)動(dòng)方向與交通流方向相同Uw=0，表明波面維持在原地不動(dòng)Uw<0,表明波面運(yùn)動(dòng)方向與交通流方向相反Uw〉0，表明波面運(yùn)動(dòng)方向與交通流方向相同Uw<0,表明波面運(yùn)動(dòng)方向與交通流方向相反Uw=0，表明波面維持在原地不動(dòng)此時(shí)只能是q2=q1這是—種流量相向、速度和密度不同的兩種交通流狀態(tài)的轉(zhuǎn)換表示交通流從低流量、低密度、高速度區(qū)進(jìn)入到高流量、高密度、低速度區(qū)，但兩種交通流界面向下游運(yùn)動(dòng)，即高密度區(qū)并未向上游擴(kuò)展，如當(dāng)兩條4車(chē)道支路匯集到一條6車(chē)道主路時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種狀況。

交通流從高流量、高密度、低速度進(jìn)入低流量、低密度、高速度區(qū)，下游交通狀態(tài)變好，但因交通波向前運(yùn)動(dòng)，并不改善上游交通狀態(tài)，如當(dāng)交通流從一條6車(chē)道的主干道分入兩條4車(chē)道的支路時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種狀況。

交通流從高流量、低密度、較高速度進(jìn)入低流量高密度、較低速度狀態(tài)，由于此時(shí)交通波向后運(yùn)動(dòng)，所以上游交通流狀態(tài)將受到影響而變差，即較差的交通流狀態(tài)將向上游擴(kuò)展，如當(dāng)交通流前方遇到阻礙時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種情況。這是一種交通流從高密度、低流量、低速度狀態(tài)進(jìn)入到低密度、高流量、高速度狀態(tài)的情形。由于交通波向后運(yùn)動(dòng)，將對(duì)上游交通狀況有所改善，如前方阻礙解除時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種狀況。這是—種流量相向、速度和密度不同的兩種交通流狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，如當(dāng)交通流量不大，道路由多車(chē)道變?yōu)樯佘?chē)道或反之，都會(huì)出現(xiàn)這種狀態(tài)，此時(shí)的交通波發(fā)生在瓶頸處，既不前移，也個(gè)后退；三、停車(chē)波和啟動(dòng)波利用格林希爾治線(xiàn)形模型分析交通波模型令

停車(chē)波現(xiàn)假定車(chē)流的標(biāo)準(zhǔn)化密度為η1以區(qū)間平均速度u1行駛。在交叉口停車(chē)線(xiàn)處遇到紅燈停，此時(shí)η2＝1

起動(dòng)波：車(chē)輛起動(dòng)時(shí)的情況。當(dāng)車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，k1=kj,也即η1＝1。因?yàn)椋?、在一條雙向四車(chē)道公路上，由于道路維護(hù)限制了一個(gè)方向的兩個(gè)車(chē)道的寬度，從而形成了影響交通的瓶頸路段。在不受阻礙的車(chē)行道上每個(gè)車(chē)道最大的流量為2000輛/小時(shí)，正在修建的路段上每個(gè)車(chē)道的流量為1500輛/小時(shí)，而修路地段前方的流量為3500輛/小時(shí)。當(dāng)停車(chē)時(shí)，車(chē)輛的平均車(chē)頭距離為8米。假設(shè)速度與密度之間具有線(xiàn)性關(guān)系，試計(jì)算（保留小數(shù)點(diǎn)后2位數(shù)字）：瓶頸段前方車(chē)流的速度；瓶頸進(jìn)口處車(chē)流的速度；由于瓶頸形成的沖擊波速度。研究在無(wú)法超車(chē)的單一車(chē)道上車(chē)輛列隊(duì)時(shí),后車(chē)跟隨前車(chē)行駛狀態(tài)的一種理論,它用數(shù)學(xué)模式表達(dá)跟馳過(guò)程中發(fā)生的各種狀態(tài).（制約性、延遲性、傳遞性）跟馳理論所研究的參數(shù)之一就是車(chē)輛在給定速度u下跟馳行駛時(shí)的平均車(chē)頭間距s，平均車(chē)頭間距則可以用來(lái)估計(jì)單車(chē)道的通行能力。第四章跟馳理論自行車(chē)道的理論通行能力汽車(chē)行駛原理理論:根據(jù)交通流原理，一條自行車(chē)道的最大通行能力，可由前后車(chē)輛之間的動(dòng)態(tài)安全凈空決定第一節(jié)線(xiàn)性跟馳模型的建立

單車(chē)道車(chē)輛跟馳理論認(rèn)為，車(chē)頭間距在100-125m以?xún)?nèi)時(shí)車(chē)輛間存在相互影響馳車(chē)輛駕駛員的反應(yīng)。

感知階段：駕駛員通過(guò)視覺(jué)搜集相關(guān)信息，包括前車(chē)的速度及加速度、車(chē)間距離、相對(duì)速度等；決策階段：駕駛員對(duì)所獲信息進(jìn)行分析，決定駕駛策略；控制階段：駕駛員根據(jù)自己的決策和頭車(chē)及道路的狀況，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行操縱控制。式中λ為駕駛員對(duì)刺激的反應(yīng)系數(shù)，稱(chēng)為靈敏度或靈敏系數(shù)駕駛員接受的刺激是指其前面引導(dǎo)車(chē)的加速或減速行為以及隨之產(chǎn)生的兩車(chē)之間的速度差或車(chē)間距離的變化；駕駛員對(duì)刺激的反應(yīng)是指根據(jù)前車(chē)所做的加速或減速運(yùn)動(dòng)而對(duì)后車(chē)進(jìn)行的相應(yīng)操縱及其效果。從圖中可以看出設(shè)兩車(chē)的制動(dòng)距離相等，則有所以：

兩邊對(duì)求導(dǎo)也即n=1,2,3,…或?qū)懗?/p>

n=1,2,3,…這里稱(chēng)為靈敏度或靈敏系數(shù)式中λ為駕駛員對(duì)刺激的反應(yīng)系數(shù)，稱(chēng)為靈敏度或靈敏系數(shù)刺激為兩車(chē)的相對(duì)速度；反應(yīng)為跟馳車(chē)輛的加速度。公式由前導(dǎo)車(chē)制動(dòng)、兩車(chē)的減速距離相等以及后車(chē)在反應(yīng)時(shí)間T內(nèi)速度不變等假定下推導(dǎo)出來(lái)的。實(shí)際的情況要比這些假定復(fù)雜很多，比如刺激可能是由前車(chē)加速引起的，而兩車(chē)在變速行駛過(guò)程中駛過(guò)的距離也可能不相等公式稱(chēng)為線(xiàn)性跟馳模型的形式，其中λ不一定取值為T(mén)-1，也不再理解為靈敏度或靈敏系數(shù)，而看成與駕駛員動(dòng)作強(qiáng)度相關(guān)的量，稱(chēng)為反應(yīng)強(qiáng)度系數(shù)，量綱為s-1。第二節(jié)穩(wěn)定性分析

線(xiàn)性跟馳模型具有兩類(lèi)波動(dòng)穩(wěn)定性局部穩(wěn)定性：關(guān)注跟馳車(chē)輛對(duì)它前面車(chē)輛運(yùn)行波動(dòng)的反應(yīng)，即關(guān)注車(chē)輛間配合的局部行漸進(jìn)穩(wěn)定性：關(guān)注車(chē)隊(duì)中每一輛車(chē)的波動(dòng)特性在車(chē)隊(duì)中的表現(xiàn)，即車(chē)隊(duì)的整體波動(dòng)特性，如車(chē)隊(duì)頭車(chē)的波動(dòng)在車(chē)隊(duì)中的傳播。C=e-1時(shí)，頭車(chē)采用固定的加速度，實(shí)線(xiàn)代表頭車(chē)，虛線(xiàn)代表