基于數(shù)據(jù)改進的交通流動力學(xué)模型

劉萍 謝耀漩 王鐵鵬

摘要：Nelson建立關(guān)聯(lián)模型和力學(xué)模型改進P-H模型，其關(guān)聯(lián)模型中概率密度函數(shù)解析推導(dǎo)而得，沒有實際交通流數(shù)據(jù)支撐。本文通過長沙市東二環(huán)交通流實際數(shù)據(jù)，1stopt軟件擬合得到車輛概率密度函數(shù)，并通過數(shù)據(jù)分析標(biāo)定期望速度取值。改進的交通流模型的車輛概率密度函數(shù)通過數(shù)據(jù)擬合標(biāo)定參數(shù)適用于不同車道，不同道路的交通流，對交通流研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：氣體動力學(xué)；交通流；期望速度；數(shù)據(jù)擬合

0 引言

本文在晚高峰使用便攜式路側(cè)激光交通調(diào)查儀在長沙市東二環(huán)連續(xù)采集，通過Matlab、1stopt和Excel軟件對數(shù)據(jù)處理擬合[1]-[3]得到車輛概率密度函數(shù)，以此改進Nelson交通流關(guān)聯(lián)模型。之前交通流模型研究中期望速度一般取值為道路的設(shè)計交通速度，在實際數(shù)據(jù)分析中，期望速度受前車速度和車頭間距影響取值達不到設(shè)計交通速度，依據(jù)駕駛行為研究期望速度取值應(yīng)為車頭間距在40-70m內(nèi)車輛的平均車速。

改進的交通流動力學(xué)模型中的車輛概率密度函數(shù)通過數(shù)據(jù)擬合標(biāo)定參數(shù)適用于不同車道，不同道路的交通流，對交通流研究具有重要意義。

1.Nelson 交通動力學(xué)模型介紹

Nelson交通動力學(xué)模型將前后車之間的相互作用可分為加速、減速和超車三個部分，前車運動不受后車影響，前車速度為，后車速度為。采用表示速度為v的車輛、在位置x、時間t的速度分布函數(shù)。引入關(guān)聯(lián)模型和力學(xué)模型改進P-H模型，其中關(guān)聯(lián)模型利用速度分布函數(shù)描述車輛之間相互作用下各種情況的概率，而力學(xué)模型描述了車輛在具體情況下的速度改變方式。……