交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關性研究

《交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關性研究》是依託中國科學技術大學，由吳清松擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳清松
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目融流體力學、非線性動力學、套用數學、計算機科學和交通工程學於一體，多學科交叉，密切結合中國國情，研究我國道路交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關性。通過對形式和強度不同的的典型交通瓶頸所誘導的交通現象觀測，正確獲取瓶頸交通流複雜的演化特徵圖像和實時數據。在合理統計和分析觀測資料基礎上，按照巨觀和微觀方法相結合、連續和離散觀點相結合、確定性和隨機性研究相結合的思想，區分主次，抓住關鍵，提出合理簡化假設，建立適合於我國國情、能確切描述交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間相關性的交通流理論模型。研究理論模型的快速、準確算法，開展計算機仿真，進行模擬結果的理論分析和討論，從而弄清交通瓶頸誘導交通擁堵的演化規律和機理，確定瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關特性，為交通工程處理瓶頸交通問題提供科學依據，並促進流體力學和其它學科更好的交叉和結合，培養現代交通流理論研究的年輕人才。

結題摘要

本項目旨在研究道路交通瓶頸特徵與擁堵交通形態間的相關性，以揭示交通瓶頸誘導交通擁堵的演化規律和機理，為工程上處理瓶頸交通問題提供科學依據，並促進流體力學和其它學科間的交叉和融合，培養現代交通流理論研究的年輕人才。由於目標明確，任務具體，組織得力，加之有良好的研究基礎，本項研究執行順利，取得了良好的研究成果。依託該項目基金資助，已發表學術論文20篇，其中SCI檢索17篇, EI檢索13篇，ISTP檢索3篇（其中10篇為SCI/EI雙重檢索，3篇為EI/ISTP雙重檢索）。培養博士生4名，碩士生1名，另有2名博士生、2名碩士生在讀。成功組織了一次國內青年學者參加的交通科學研討會。4人3次出席了在國內召開的國際學術會議，宣讀論文3篇。主要創新性工作有：組織小型車隊開展了可控性交通實驗，檢驗交通流理論的一些基本假設，以探索解決當前交通流理論研究中幾種對立觀點間分歧的方法。著重採用微觀粒子跳躍分析方法（元胞自動機方法、格子氣方法），更新或者新建更為符合交通實際的理論模型，並進行相應的解析分析和計算機模擬，得到複雜交通流現象的演化特徵以及不同交通形態之間的相變規律。包括：改造BML元胞自動機模型，引入隨機性，慢啟動規則，道路交叉口立交或動態交通管制等，研究了城市網路交通中不同瓶頸下的擁堵交通形態特徵；改進NS和FI這些基礎型元胞自動機模型，模擬和分析路網和道路交通最基本的瓶頸元素——道路交叉口誘導的複雜多變的交通形態（相）及其形態間的轉化（相變）；套用物理學中研究非平衡系統演化的有效工具——非對稱排它過程（ASEP）基礎模型以及由此發展的KLS模型，針對不同結構形式的交通瓶頸，設計不同的推廣模式，用於車輛或行人交通特性的研究，從而，更深刻認識到瓶頸交通系統複雜演化的物理本質；把演化博弈論引入到並行更新規則下的格子氣行人流模型研究中，較好地體現了實際行人的心理、性格等特點，所得結果更符合行人流交通實際。上述所有理論研究，既有數值模擬，又有一定簡化條件下的解析分析，兩者結果能比較好地相吻合。