本发明专利技术公开了一种考虑斜坡因素的FVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法，用于解决现有的FVDM微观交通流跟驰模型对坡道环境适应性差的技术问题。技术方案是在车辆动力分析的基础上，对比FVDM微观交通流跟驰模型，建立新的交通模型。通过新的交通模型得到交通拥堵问题和系统稳定性的关系，采用局部稳定性角度从微观上判定交通是否会出现拥堵或其他异常现象。为交通控制、决策提供基本依据，可以在坡道环境中直接应用处理交通拥堵问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种FVDM交通流跟驰模型建模方法，特别是涉及一种考虑斜坡因素的FVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法。
技术介绍
交通运输是关系国计民生的重大问题。交通运输系统的现代化程度和交通管理的先进程度，是衡量一个国家现代化程度的重要标志。交通运输的畅通与否，对城市经济的发展，人民的生活质量，地区乃至整个国家的国际声誉都有很重要的影响。但近年来，随着经济发展，各种交通工具的数量大大增加，国际上很多国家的设施、道路、交通管理系统已经很难满足这种发展速度，特别是大中城市交通基础设施不足、交通控制信号的不 协调、交通疏导系统缺失、车辆调度和管理的混乱、交通参与者的交规意识等诸多方面的原因导致了城市交通较拥堵现象，由此又引发了交通安全、环境污染等一系列的社会经济问题。交通流理论研究作为交通问题的基础研究内容之一，是一门新兴的交叉学科，研究的目的是建立能够描述实际交通一般特性的数学模型，经过参数识别和计算机数值模拟，寻求交通流的基本规律，揭示各种交通流现象的本质特征，从而为指导交通规划和设计，发展有效的交通控制管理策略和技术提供可靠的理论依据。由于交通问题是一个复杂的大系统问题，它涉及到了城市交通网络的综合控制、交通信息的综合采集及网络传输技术、交通智能信息融合和处理技术、交通流诱导技术，以及车辆运输智能调度方法、城市智能交通规划方法、交通安全检测、交通环境综合评价体系等多方面的内容，而且上述各个因素之间相互影响、相互制约，是一个相关性极强的综合体，很难用统一的描绘形式刻画这一复杂问题；因此，对交通系统的描述也各式各样，其中采用流体力学的观点建立的微观和宏观模型分析交通特性居多；在微观交通流模型中，交通流被视为由大量车辆组成的复杂自驱动粒子系统，从单个车辆的动力学行为出发，研究车辆间的相互作用，进而得到整个交通流系统的性质，车辆集体的平均行为并不凸显。微观模型主要包括跟驰模型和元胞自动机模型。跟驰模型较其他模型的一个显著特点是易于得到其解析形式的解。跟驰模型是一类典型的微观交通流模型。假设车队在单车道行驶时，不容许超车的情况下，后车跟随前方的车辆行驶，因此称为跟驰模型。跟驰模型以车辆的速度V，相对速度△ V和车头间距A X刻画交通流，研究它们所满足的方程。与宏观模型相比，跟驰模型可以比较方便地得出稳定性条件及相变等理论特性，对发展车辆自主巡航系统具有重要作用。数值计算方面，模拟跟驰模型所需时间与所研究交通系统中车辆数目有关，与数值方法的选取及其中空间X、时间t的离散步长Ax和At有关。故此，跟驰模型不适合于处理大量车辆组成的交通流的交通问题。文献“Fullvelocity difference model for a car-following theory.Physical Review E. 2001,64 :017101)，，公开了一种 Full velocity difference model(以下简称FVDM)微观交通流跟驰模型权利要求1. 一种考虑斜坡因素的FVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一、建立微观交通流模型全文摘要本专利技术公开了一种考虑斜坡因素的FVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法，用于解决现有的FVDM微观交通流跟驰模型对坡道环境适应性差的技术问题。技术方案是在车辆动力分析的基础上，对比FVDM微观交通流跟驰模型，建立新的交通模型。通过新的交通模型得到交通拥堵问题和系统稳定性的关系，采用局部稳定性角度从微观上判定交通是否会出现拥堵或其他异常现象。为交通控制、决策提供基本依据，可以在坡道环境中直接应用处理交通拥堵问题。文档编号G08G1/00GK102800194SQ201210308658公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日专利技术者史忠科, 周杰 申请人:西北工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种考虑斜坡因素的FVDM交通流跟驰模型稳定性建模方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立微观交通流模型d2xn(t)dt2=a[V(Δxn(t))-dxn(t)dt]+λadΔxn(t)dt,V(Δxn(t))=vf,max+‾vg,max2[tanh(Δxn(t)-hc,θ)+tanh(hc,θ)],式中，xn(t)是时刻t第n辆车所在位置，是时刻t第n辆车的速度，Δxn(t)是连续的两辆车之间的车头间距，V(·)是优化速度函数，a是驾驶员的敏感系数，λa是相对速度差的反应参数；m是车辆质量，g是重力加速度，θ是斜坡的斜率，μ是风阻摩擦系数，vf，max和hc分别是车辆在平地的最大速度和安全距离，是车辆由重力因素产生的最大速度，是考虑坡度影响的车辆安全间距；符号“？”表示上坡，符号“+”表示下坡；步骤二、将上式改写为d2Δxn(t)dt2=a[V(Δxn+1(t))-V(Δxn(t))-dΔxn(t)dt]+λ[dΔxn+1(t)dt-dΔxn(t)dt],式中，Δxn(t)为状态变量；步骤三、优化速度函数V(Δxn(t))=vf,max+‾vg,max2[tanh(Δxn(t)-hc,θ)+tanh(hc,θ)],根据所建立的微观交通流模型，画出(Δx，a)的二维相平面图，根据线性稳定性条件以及扭结？反扭结波的结果，分别得到共存曲线及中性稳定曲线，将二维相平面分成稳定区域、亚稳定区域及不稳定区域；求出临界点(hc，ac)；在不同的参数、状态、输入条件下做相平面及临界点；当状态变量Δx趋于hc时，说明交通流趋于稳定；当状态变量Δx在hc附近来回波动时，说明交通流处于不稳定状态。FDA00002061773800012.jpg,FDA00002061773800013.jpg,FDA00002061773800014.jpg...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史忠科，周杰，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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