第五章交通流理论课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,24 十一月 2024,1,第五章交通流理论,第五章 交通流实际,5.1 概述,5.2 统计散布特征,5.3 排队论及其运用,5.4 跟驰实际,5.5 流体力学模拟实际,5.1 概述,交通流实际：研讨交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系。,交通流实际的运用,交通工程设备设计,交通控制,交通规划,控制理论、人工智能,计算机技术,5.1 概述,主要内容,交通流量、速度和密度的相互关系及测量方法,交通流的统计散布特性,排队论的运用,跟车实际,驾驶员处置信息的特性,流体力学模拟实际,交通流模拟,第五章 交通流实际,5.5 流 体 力 学 模 拟 理 论,5.4 跟 驰 理 论,5.3 排 队 论 及 其 运 用,5.2 统 计 分 布 特 征,本,章,主,要,内,容,5.2 统计散布特征,为设计新交通设备和确定新的交通管理,方案提供交通流的某些详细特性的预测,应用现有的和假定的数剧，作出预告,1.研究意义,2.研究内容,离散型分布,连续型分布,5.2 统计散布特征,3.离散型分布,定义,在一定时间距离内抵达的车辆数，或在一定的,路段上散布的车辆数，是所谓的随机变量，描,述这类随机变量的统计规律用的是团圆型散布。,分类,泊松分布,二项分布,负二项分布,4.1 交通调查概述,3.团圆型散布泊松散布,适用条件,交通流量小，驾驶员随意选择车速,车辆抵达是随机的。,基本公式,4.1 交通调查概述,3.团圆型散布泊松散布,递推公式,例 题,有60辆车随机散布在5km长的路途上，对其中恣意500m长的一段，试求：,1有4辆车的概率；,2有大于4辆车的概率。,4.1 交通调查概述,解 答,Q辆车独立而随机的散布在一条路途上，假定将这条路途均分为Z段，那么一段中包括的平均车数m为：,在本例中Q=60，Z=5000/500=10，所以：,4.1 交通调查概述,解 答,1.有4辆车的概率：,2.有大于4辆车的概率：,=1-0.0025-0.0150-0.0450-0.0900-0.1350,=0.7125,4.1 交通调查概述,3.团圆型散布二项散布,适用条件,基本公式,交通量大，拥堵车流，车辆自内行驶的时机增加适宜 交叉口左转车抵达，超速车辆数，车流抵达数在均值左近动摇。,4.1 交通调查概述,3.团圆型散布二项散布,例 题,一交叉口，设置了专供左转的信号相位，经研讨指出：来车契合二项散布，每一周期内平均抵达20辆车，有25%的车辆左转但无右转。求：,1.抵达3辆车有1辆左转的概率。,2.某一周期不运用左转信号相位的概率。,4.1 交通调查概述,解 答,1.,求抵达3辆车有1辆左转的概率。,2.,异样，求得：,4.1 交通调查概述,3.团圆型散布负二项散布,适用条件,基本公式,观测周期t内抵达车辆数呈周期性动摇时，有稀疏流周期和稀疏流周期之分，其统计特性听从负二项散布,5.2 统计散布特征,3.连续型分布,定义,描画事情之间时间距离的散布为延续型散布，连,续型散布常用来描画车头时距、速度等交通流参,数的统计特征。,分类,移位负指数分布,复合车头时距分布,负指数分布,4.1 交通调查概述,3.延续型散布负指数散布,适用条件,基本公式,车流密度不大，车辆随机抵达，且车流为延续，当流量小于500veh/h/车道时，用负指数散布描画车头时距，通,常是契合实践状况的。,(,),t,e,dt,dP,t,F,l,l,-,=,=,4.1 交通调查概述,3.延续型散布移位负指数散布,散布函数,概率密度,4.1 交通调查概述,3.延续型散布复合车头时距散布,散布函数,实践交通活动中有自在流和受约束流两种状况的存在，自在流不受最小车头时距的限制，而受约束车辆趋近于一个最小的平安车头时距，为此对移位负指数散布的公式停止修正，失掉复合车头时距散布。,概率密度,第五章 交通流实际,5.5 流 体 力 学 模 拟 理 论,5.4 跟 驰 理 论,5.3 排 队 论 及 其 运 用,5.2 统 计 分 布 特 征,本,章,主,要,内,容,5.3 排队论及其运用,1.概述,2.基本原理,3.主要数量目的,4.运用,5.3 排队论及其运用,排队论也称随机效劳系统实际，是运筹学的重要内容之一。主要研讨 效劳与需求 关系的一种以概率论为基础的数学实际。,需求,服务,1.概述,各种类型的顾客，按怎样的规律到来，主要有定长输入、泊松输入、厄尔兰输入,输入进程,到来的“顾客”按怎样的规定次序及受服务，主要有,3,种制式,损失制,、,等待制,、,混合制,同一时刻有多少服务设施可以接纳顾客，为每一顾客服务了多少时间，服务时间为,定长分布,、,负指数分布,、,厄尔兰分布,输,入,输 出,排 队 论,排队规那么,效劳机构,2.基本原理,5.3 排队论及其运用,5.3 排队论及其运用,3.主要数量目的,忙期：效劳台延续忙碌的时期，这直接关系到效劳台的任务强度,等候时间：从顾客抵达时起到他末尾接受效劳时止这段时间,队长：有排队等候效劳的顾客数与排队系统中顾客数之分,5.3 排队论及其运用,单通道排队效劳系统(M/M/1系统):由于排队等候接受效劳的通道只要独自一条,也叫单通道效劳系统,收费站,4.运用,5.3 排队论及其运用,单路排队多通道效劳:排成一个队等候数条通道效劳的状况，排队中头一辆车可视哪个通道有空就到哪里去接受效劳,收费站,5.3 排队论及其运用,多路排队多通道效劳:每一个通道各排一队，,每个通道只为其相对应的一队车辆效劳,收,费,站,例题,有一停车场，抵达车辆是60辆/h，听从泊松散布，停车场的效劳才干是100辆/h，听从负指数散布，其单一的出入道可存6辆车，试问该数量能否适宜？,解答,这是一个M/M/1排队系统,因出入道存车辆为6辆，假设超越6辆的概率很小通常取小于5%，那么认,为适宜，反之那么不适宜。,计算结果说明，排队车辆超越6辆车的概率很小，故可以为,该出入道的存车量是适宜的。,第五章 交通流实际,5.5 流 体 力 学 模 拟 理 论,5.4 跟 驰 理 论,5.3 排 队 论 及 其 运 用,5.2 统 计 分 布 特 征,本,章,主,要,内,容,5.4 跟驰实际,跟车特性,概 述,运用动力学方法，研讨在无法超车的单一车道上车辆列队行驶时,后车跟随前车的行驶形状，并用数学形式表达而加以剖析的一种实际主要用于了解单车道交通流特性，可以检验 管理技术和通讯技术，以便在稀疏交通时使追尾事故减到最低水平,基本原理,5.4 跟驰实际,跟车特性,基本原理,制约性,前车车速制约着后车,车速和两车间距,延迟性,在前车行驶形状改动,后，后车要有一定的延,迟才干做出相应的改动,传递性,概 述,由制约性而使车队第,一辆车的运转形状可以,不时制约到第n辆车,5.4 跟驰实际,跟车特性,应 用,提供车头间距、相对速度等,信息，协助驾驶员跟随车辆，,防止追尾事故的发作,概 述,剖析公共汽车单车道流量预,测小型汽车对市内交通的影响,经过模拟车队的跟驰形状，,研讨车辆跟驰运转中的平安性,第五章 交通流实际,5.5 流 体 力 学 模 拟 理 论,5.4 跟 驰 理 论,5.3 排 队 论 及 其 运 用,5.2 统 计 分 布 特 征,本,章,主,要,内,容,5.5 流体力学模拟实际,1.概述,运用流体力学的基本原理，模拟流体的延续性方程，树立车流的延续性方程。把密度很大的交通流看作流体，把车流密度的变化笼统为车流波，经过火析车流波的传达速，寻求交通流流量和速度、密度之间的关系，描画车流的拥堵流失进程,5.5 流体力学模拟实际,2.流体流与交通流的比拟,物理意义,流体特性,交通流特性,物理意义,流体特性,交通流特性,离散元素,流体分子,车辆,变量,流速v,车速v,运动方向,一向性,单向,压力P,流量Q,连续体,形态,可压缩或不可压缩流体,不可压缩,交通流,动量,Mv,Kv,变量,质量(密度)m,密度K,状态方程,P=cmT,Q=Kv,5.5 流体力学模拟实际,3.车流波,集结波:车流波由低密度形状向高密度形状转变的界面移动，车流在交叉口遇红灯，车流经过瓶颈路段、桥梁等都会发生集结波,疏散波:车流波由高密度形状向低密度形状转变的界面移动，交叉路口出口引道上红灯时期的排队车辆绿灯时末尾驶离，车流从瓶颈路段驶出等都会发生疏散波,5.5 流体力学模拟实际,4.交通流模拟动画,交通流仿真是当今交通领域内研究,交通流特性的一种极为重要的手段。,研究交通流的内在规律,研究交通规划,交通管理与控制方法,5.5 流体力学模拟实际,4.交通流模拟动画,小 结,本章引见了交通工程学中的基础实际交通流 实际。其主要内容有：,交通流特征性参数的统计散布,排队论,跟驰实际,交通波实际,重点掌握：交通流特性参数的统计散布、排队论、跟驰实际。,