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几种相互作用势相关的交通流模型比较

郑伟范  邓菲  张继业  江宝山  殷中慧  
【摘要】:随着车辆机动化的不断发展,道路交通的发展难以满足迅速增长的车辆交通需要,交通问题日益严重,交通流的科学建模、有序管理与良好控制已成为亟待解决的问题。现有交通流模型主要包括宏观、微观和介观三个层面进行建模,大多为确定性模型。由于确定性模型缺乏描述可能性的机制,难以描述和捕捉高于临界密度的多值的、时变的复杂交通流现象,需要对交通流的随机行为进行研究。由于交通流具有动态性、随机性、多行为主体、和非线性的特征,使得交通流随机行为的研究具有一定的挑战性,特别是对于交通系统的车辆间、车辆与道路等交通环境间的相互作用的刻画和描述,存在一定难度。最近,基于随机场理论的Ising模型、Arrhenius动力学等,提出了几种考虑车辆间相互作用势的交通流模型。由于几种模型采用的相互作用势函数不同,从而得到的交通流模型有所不通,从而其描述的交通流行为结果也有所不同。本文对目前研究中提出的几种相互作用势相关的交通流模型进行比较,特别是每种模型中描述交通流随机行为的相互作用势函数的构造思路和函数形式。如势强度相关的势函数、离散加权势函数、连续加权势函数等。分别对几种不同势函数的交通流模型进行模拟仿真,得到不同模型刻画的相应交通流的不同随机演化现象,特别是高密度的随机演化现象。通过本文的研究,比较了不同势函数交通流模型的优缺点,为进一步改进相应的势函数结构,从而更好的建立适用于实际交通系统的交通流模型奠定基础。

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