● 摘要
道路交通行为的稳定性分析是交通流理论研究的主要内容之一,受到众多领域学者的广泛关注,具有重要的理论价值和实践指导意义。本文试图揭示几种主要干扰因素(进出匝道、换道、扰动等)对交通流稳定性的影响,探索道路交通行为的稳定性状态,进而丰富现有交通建模、分析的理论和方法。首先,针对现有研究不足,本文采用Jiang等人提出的速度梯度(SG)模型,从仿真角度研究了扰动幅度对车流稳定性的影响,分析了扰动幅度与稳定性之间的定性关系。其次,考虑进出匝道流量和摩擦效应的影响,本文在SG模型基础上提出了一种新的匝道交通流模型,并在环路中进行了验证。利用新模型研究了不同时段进出匝道流量对环形交通的影响,分析了匝道流量与稳定性之间的内在联系。结果表明,新模型可以再现匝道引起的多种复杂交通现象,并能够用于分析匝道流量与车流稳定性之间的定性关系。此外,本文还利用新的匝道模型研究了匝道交通流的波动特性,刻画了匝道对主路的冲击波、稀疏波以及一阶波传播速度的影响,一阶波传播速度的模拟结果表明,匝道很容易破坏主路交通流的稳定性,产生走走停停现象。最后,利用唐铁桥等提出的两车道动力学模型,分别针对车道1和车道2不存在小扰动的情况,研究了换道与各车道交通流稳定性之间的联系。
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