专利名称：：宏观交通流粘滞模型稳定性建模方法
技术领域：
：本发明涉及一种建模方法，特别是一种宏观交通流粘滞模型稳定性建模方法。
背景技术：
：近年来，随着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适应这种发展速度，特别是大、中城市交通基础设施不足、交通信号控制的不协调、交通疏导系统缺乏、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挤现象，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。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、交通智能信息融合与处理技术、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，很难采用统一的描述形式刻画这一复杂问题；因此，对于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宏观和微观模型分析交通特性者居多。在宏观交通流模型中，交通流被视为由大量车辆组成的可压缩连续流体介质，研究车辆集体的平均行为，单个车辆的个体特性并不凸显。宏观交通流模型以车辆的平均密度P、平均速度V和流量q刻画交通流，研究它们所满足的方程。与微观模型相比，宏观模型可以更好地刻画交通流的集体行为，从而为设计有效的交通控制策略、模拟及估计道路几何改造的效果等交通工程问题提供依据。数值计算方面，模拟宏观交通流所需时间与所研究交通系统中车辆数目无关，只与所研究道路、数值方法的选取及其中空间X、时间t的离散步长ΔΧ和At有关。故此，宏观交通流模型较适合于处理大量车辆组成的交通系统的交通流问题。目前研究较多的一种模型是KAuhne于1984年提出如下类似于Navier-Stockes方程的粘滞非平衡Payne模型(见文献R.D.Kiihne.Non-linearitystochasticsofunstabletrafficflow[C].InC.F.Daganzo(Ed),TransportationandTrafficFlowTheory.ElsevierSciencePublishers1994，367-386.)rdpd(pv)—+k^,=0dtdx「^dvdvVe[p{x,t)}-νC20dvd2v——+V——=e-+—5--+μ——rdtdxτρdxdx式中，ρ为平均密度，ν为平均速度，Ve[p(χ,t)]是平衡速度，τ为时间间隔，C0是常数，μ>0是粘滞系数当μ=0时，该模型即为I^yne模型；与I^yne模型相比，模型在动力学方程右端加入一形如粘滞流体的二阶导数项，即带有粘滞系数μ的粘滞项//々，OX其作用在于消除Payne模型间断解的影响，光滑Payne模型所包含的不连续性，使得模型能够描述连续交通流。然而，上述模型不能直接给出交通拥堵条件，特别是在各种交通参数变化时直接给出交通拥堵问题的整体描述，使得交通系统研究工作者不便于直接使用。
发明内容为了克服现有的模型权利要求1.一种宏观交通流粘滞模型稳定性建模方法，其特征在于采用以下步骤建立宏观交通流模型σ25+(“-/"2)尝+σ字=0OtOXOXσ+对2(乂―σ]+σ2λυ=QOtpmTj_lοχχοχτ式中，η>0为状态变量，σ>0为状态变量，χ为位置，t为时间，τ为时间间隔，C(1是常数，μ>0是粘滞系数，vjil)为等价速度，Pm为交通拥堵时的饱和交通密度；根据建立的宏观交通流模型，画出两个三维相平面图，第一个相平面以#为法向坐Ot标，分别以n和空间X作为平面坐标组成相平面坐标系；第二个相平面以￥为法向坐标，dt分别以σ和空间χ作为平面坐标组成相平面坐标系；在不同参数、状态、输入条件下作相平面图；当状态变量Π趋于无穷时，说明交通密度趋于饱和交通密度，产生交通拥堵；当状态变量ο趋于无穷时，说明车辆平均速度趋于零，产生交通拥堵。全文摘要本发明公开了一种宏观交通流粘滞模型稳定性建模方法，用于解决现有的模型难以直接处理交通拥堵问题的技术问题。技术方案是在现有的模型的基础上，通过建立新的交通模型，得到了交通拥堵问题与系统稳定性的关系，从而采用全局稳定性角度从宏观上判定交通是否会出现拥堵或其它异常现象，为交通控制、决策提供基本依据，直接应用到处理处理交通拥堵问题。文档编号G08G1/00GK102289931SQ20111014816公开日2011年12月21日申请日期2011年6月2日优先权日2011年6月2日发明者史忠科申请人:西北工业大学