交通流宏观模型建模与拥堵控制分析

摘要

本文考虑影响交通的一些重要因素，对交通流宏观流体力学模型以及格子模型进行建模，并且通过线性、非线性方法和现代控制理论对模型进行稳定性分析。
　　论文的主要工作如下：
　　一．考虑司机预期效应的宏观流体力学模型
　　在实际驾驶中，由于司机驾驶行为存在反应时间以及车辆速度的改变存在滞后性，所以司机在调整速度的过程中会存在一些经验或者预期行为。根据Bando模型，笔者考虑司机预期效应，建立了一种新的Bando模型。通过线性稳定性分析，得到了中性稳定性曲线。在中性稳定性曲线附近，运用非线性方法推导出该宏观流体力学模型的标准KdV-Burgers方程，并且给出了该方程的一个近似解。
　　二．考虑急推（Jerk）效应的宏观流体力学模型
　　在实际驾驶中，剧烈的速度变化时常发生，这不仅对整个交通流产生一定影响，而且还加大了车辆尾气的排放。为了了解急推现象对整个交通流的具体影响情况，基于Bando模型，笔者建立了一种考虑急推效应的宏观流体力学模型。通过线性稳定性和非线性分析方法，得到了中性稳定性曲线，并且在该曲线附近推导出该宏观流体力学模型的标准KdV-Burgers方程，并且给出了该方程的一个近似解。
　　三．格子力学模型的反馈控制分析
　　基于Nagatani建立的格子力学模型，笔者提出了一种考虑弛豫时间的新模型。笔者采用了现代控制理论中的反馈控制分析这种新的方法，对此模型的稳定性进行分析，并且给出了在模型处于稳定的条件下反馈控制参数以及弛豫时间所满足的范围。

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英文摘要

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引言

1. 绪论

1.1 研究背景介绍

1.2 目前研究状况

1.3 本文主要工作

2. 考虑预期效应的宏观流体力学模型

2.1 模型的线性分析

2.2 模型的非线性分析

2.3 数值模拟

2.4 本章小结

3. 考虑急推效应的宏观流体力学模型

3.1 模型的建立

3.2 模型的线性分析

3.3 模型的非线性分析

3.4 数值模拟

3.5 本章小结

4. 格子力学模型的反馈控制分析

4.1 模型线性稳定性分析

4.2 含反馈控制项的稳定性分析

4.3 数值模拟

4.4 本章小结

5. 结论与展望

参考文献

在 学 研 究 成 果

致谢