现代交通流理论与应用 卷1 高速公路交通流PDF电子书下载

前言 1

第1部分 引言 2

第1章 绪论 2

1.1 交通流研究的内容和意义 2

1.2 交通流研究的方法和历史 3

1.3 现代交通流研究的分类 5

参考文献 6

第2章 交通流基本概念 9

2.1 引言 9

2.2 交通流参数 9

2.3 交通流参数的测量 12

2.3.1 固定型采集技术 12

2.3.2 移动型采集技术 14

2.3.3 采集技术比较 15

2.4 车头时距统计分布模型 16

2.5 交通流基本参数静态关系模型 19

2.5.1 特定交通参数值 19

2.5.2 常见静态关系模型 20

思考题 22

参考文献 22

第2部分 宏观模型 26

第3章 宏观交通流模型 26

3.1 引言 26

3.2 LWR模型 27

3.3 密度梯度模型 28

3.3.1 常见的高阶密度梯度模型 28

3.3.2 平衡流量密度关系与拐点 30

3.3.3 Daganzo的批判 31

3.4 速度梯度模型 32

3.4.1 Aw-Rasc1e模型 33

3.4.2 Zhang模型 33

3.4.3 Jiang-Wu-Zhu模型 34

3.4.4 Xue-Dai模型 34

3.4.5 特征速度和车辆倒退现象分析 35

3.4.6 线性稳定性分析 36

3.4.7 小扰动的发展过程和传播速度 37

3.5 宏观模型的离散化格式 39

3.5.1 LWR模型的离散化格式 39

3.5.2 高阶模型的离散化格式 40

3.5.3 元胞传输模型 42

3.6 最新的讨论 44

思考题 45

参考文献 45

第4章 混合交通流的宏观模型 49

4.1 引言 49

4.2 多车道LWR模型 50

4.2.1 密度差模型 50

4.2.2 Laval-Daganzo模型 55

4.3 多车道高阶模型 56

4.3.1 Michalopoulos-Beskos-Yamauchi模型 56

4.3.2 Tang-Huang模型 57

4.3.3 Tang-Jiang-Wu模型 58

4.4 多车种LWR模型 60

4.4.1 等速度模型 60

4.4.2 等空间模型 61

4.4.3 等间距模型 62

4.4.4 Daganzo两车种模型 62

4.5 多车种高阶模型 63

4.5.1 Jiang-Wu模型 63

4.5.2 Tang-Huang-Gao-Shang模型 64

4.6 其他模型 65

4.6.1 多车种多车道宏观模型 65

4.6.2 Michalopoulos二维模型 65

4.6.3 Bagnerini-Rascle模型 66

4.6.4 Treiber-Helbing模型 66

思考题 66

参考文献 66

第3部分 微观模型 70

第5章 微观仿真概论 70

5.1 引言 70

5.2 基于时序和离散事件的仿真系统 70

5.2.1 基于时序的确定性连续系统数字仿真 71

5.2.2 基于事件的随机性离散系统数字仿真 72

5.3 基于元胞自动机的微观仿真 73

5.3.1 经典元胞自动机的构成和定义 74

5.3.2 常见的元胞自动机模型及其特点 77

思考题 82

参考文献 83

第6章 跟驰模型 86

6.1 引言 86

6.2 跟驰模型的基本假设和分类 86

6.3 刺激-反应跟驰模型 87

6.4 安全距离跟驰模型 91

6.5 驾驶心理跟驰模型 94

6.6 人工智能跟驰模型 97

6.7 优化速度模型 99

6.8 跟驰模型稳定性分析 100

6.8.1 系统Lyapunov稳定性的概念和判别定理 101

6.8.2 优化速度模型的微扰法线性局部稳定性分析 102

6.8.3 非线性稳定性分析 104

6.9 智能驾驶员模型与惯性模型 106

思考题 107

参考文献 108

第7章 换道模型 112

7.1 引言 112

7.2 换道行为 112

7.2.1 换道意图的产生 112

7.2.2 选择车道和实施换道 114

7.2.3 换道行为的系统描述 115

7.3 间隙接受模型和加／减速度接受模型 117

7.4 换道轨迹规划模型和协同换道 120

7.5 单向多车道优化速度跟驰模型 123

7.6 其他讨论 126

参考文献 127

第8章 无换道的元胞自动机交通流仿真 130

8.1 引言 130

8.2 NaSch模型 130

8.3 巡航控制极限模型 133

8.4 慢启动规则模型 135

8.4.1 TT模型 135

8.4.2 BJH模型 136

8.4.3 VDR模型 136

8.5 速度效应模型 138

8.6 舒适驾驶模型 139

8.7 考虑减速限制的CA模型 143

8.8 KKW模型 145

参考文献 149

第9章 有换道的元胞自动机交通流仿真 151

9.1 引言 151

9.2 多值元胞机模型 151

9.2.1 BCA模型 151

9.2.2 EBCA模型 153

9.2.3 GBCA模型 156

9.2.4 具有随机慢化的EBCA模型 156

9.3 单向多车道元胞自动机模型 159

9.3.1 Rickert模型 159

9.3.2 STNS模型和H-STNS模型 160

9.4 双向双车道模型 166

参考文献 169

第4部分 三相交通流理论 172

第10章 三相交通流理论 172

10.1 引言 172

10.2 交通流的三相划分 172

10.3 基本图理论的相图 174

10.4 三相交通流理论的相图 177

10.5 三相交通流理论的假说 178

10.6 三相交通流理论框架下的模型 182

10.6.1 KK模型 182

10.6.2 Gao模型 183

10.6.3 Zhao模型 186

10.6.4 Davis模型 187

10.6.5 ATD模型 188

10.7 两种理论的争论 190

思考题 194

参考文献 194

第5部分 应用软件系统 198

第11章 主流交通仿真系统简介 198

11.1 引言 198

11.2 AIMSUN 198

11.3 CORSIM和TSIS 200

11.3.1 FRESIM模型 200

11.3.2 NETSIM模型 201

11.4 FARAMICS 202

11.5 TransModeler 205

11.6 VISSIM 207

参考文献 209

第6部分 交通瓶颈的模拟研究和阻塞抑制第12章 瓶颈处交通流模拟研究 212

12.1 引言 212

12.2 入匝道交通流仿真 213

12.2.1 基于宏观连续流模型的入匝道建模 214

12.2.2 元胞自动机模型的入匝道建模 220

12.3 出匝道交通流仿真 228

12.4 模拟瓶颈仿真 236

12.5 限速瓶颈 238

12.5.1 基于全速度差模型的限速瓶颈研究 239

12.5.2 基于两阶段优化速度模型的限速瓶颈研究 241

12.6 组合瓶颈 244

12.6.1 组合限速瓶颈 244

12.6.2 组合匝道瓶颈 249

12.6.3 交叉口与公交车站组合瓶颈研究 252

12.6.4 两个交叉口之间公交车站位置对交通流的影响 260

参考文献 266

第13章 交通流稳定性分析和堵塞控制 269

13.1 引言 269

13.2 考虑位置信息的堵塞抑制方法 270

13.2.1 考虑次临近车头距信息的扩展Newell模型 270

13.2.2 考虑多辆前车车头间距信息的优化速度模型 271

13.2.3 考虑一辆后车车头间距的优化速度模型 273

13.2.4 考虑多辆前车和后车车头间距的优化速度模型 274

13.3 考虑速度和加速度信息的堵塞抑制方法 275

13.3.1 引入速度差反馈的优化速度模型 275

13.3.2 引入多速度差反馈的优化速度模型 277

13.3.3 全速度和加速度差模型 281

13.3.4 多车头间距和速度差模型 286

13.4 考虑信号设置的堵塞抑制方法 289

13.4.1 双车道交通信号控制模型 289

13.4.2 入匝道信号控制模型 292

13.5 自适应驾驶对交通流堵塞的影响 294

13.5.1 自适应驾驶对交通流稳定性的影响 294

13.5.2 自适应巡航控制对宽运动堵塞的影响 298

13.5.3 ACC车辆比例对堵塞消散过程的影响 299

13.5.4 ACC交通系统的流量-密度关系 303

思考题 305

参考文献 306