《城市交通流研究的现状与趋势》ppt课件模板.ppt

（适用于讲座，演讲，授课，培训等场景）;城市交通流研究的现状与趋势; 交通流是交通需求的实现结果，是交通需求在有限的时间与空间上的聚集现象。 由于涉及人、车、路三者之间的相互关系，交通流的形成过程非常复杂。 ;研究方法论和目的：;根据交通需求的属性 交通流：客流和货流 载运体：各种交通工具 研究对象：交通工具的时空分布 对于城市交通，在完成了交通工具选择的方式划分之后，重点研究城市交通网络中车辆的 微观流动特性和宏观分布规律 ;微观流动特性：;宏观分布规律：;研究难度：;物理学家Kerner、Helbing、Nakayama、Bando等1990年代以来在： Physical Review E、 Physical Review Letter、 Transportation Research-B 等著名刊物上发表了许多关于微观交通流研究的论文，有的论文还发表在Science和Nature上。 ;交通科学家、数学家和经济学家关于交通流、特别是网络宏观??通流分布研究的论文则主要发表在著名刊物： Transportation Research-B、Transportation Science上， 如，Herman（美国科学院院士）、Allsop（英国皇家工程院院士）、Newell（美国科学院院士）、Vickrey（诺贝尔经济学奖获得者，提出了著名的交通瓶颈排队模型）、Arnott（美国著名经济学家）等。 ;研究现状与趋势：（I）道路交通流;道路交通流模型研究方法：微观和宏观 ;宏观方法视交通流为大量车辆构成的可压缩连续流体介质，研究许多车辆的集体平均行为。 经典的工作是Lighthill和Whitham（1955）与Richard（1956）独立提出的交通流连续模型，被称为LWR理论。这一理论建立了密度和流量之间的连续方程，可以捕捉交通流激波形成和阻塞疏导等特性，但该理论认为车辆速度始终满足平衡关系，所以它不能揭示非平衡态的车辆运动（如时走时停现象、相变转换过程）。;Payne在1971年从车辆跟驰模型出发，得到一个描述加减速的动量方程，该方程与连续方程一起构成著名的高阶连续模型，可以用来研究交通流的许多非线性传播特性。随后，学者们改进了动量方程，包括Ross（1988）、Michaloupolos（1993）、Zhang（1998）等。Kerner（1993）在动量方程里加入粘性项，导出二阶动量方程，可以考虑交通流中的串现象。但二阶方程有时会出现后车影响前车的不合理行为，Daganzo等人对此进行了批评。;除了微观与宏观方法外，还有一种介于中间的、基于概率描述的气动理论模型（gas-kinetic-based model），但由于模型中的未知参数太多，使用起来过于复杂，发展相对较慢。 下面谈我国内地学者的研究。 ;1990年代前，清华大学、同济大学、东南大学等单位的学者作了一定的工作，侧重探讨经典的概率论和跟驰模型。此后，物理学界、部分力学界、数学界和系统科学界的学者，加入研究队伍。如戴世强、汪秉宏、吴清松、顾国庆、吴正、刘慕仁、姜锐等，他们在全速度车辆跟驰模型、速度效应元胞自动机模型和速度梯度连续模型等方面的工作，解决了一些国外模型存在的问题。姜锐和吴清松等人（2002）提出的速度梯度高阶连续模型，既可以得到交通流的非线性传播特性，又能够分析车流的小扰动失稳、幽灵塞车、时走时停和相变特性，还不会出现后车影响前车的不合理行为，这篇理论性论文发表在著名刊物Transportation Research B上，是我国内地道路交通流研究成果第一次发表在该刊物上。国内学者在元胞自动机模型方面的研究成果主要发表在国际物理类刊物上。 ;;我们用Jiang Wu的动量方程研究两车道交通流问题：;;;;;结论：;(II)网络交通流，从道路交通流发展而来，更具挑战性，更具现实意义。 ;比如： （1）从出发地到目的地的某条路径拥挤，并不需要该路径所包含的所有路段都拥挤，只要有一个路段拥挤甚至某一点拥堵就够了。 （2）尽管我们判断这条路径是拥挤的，但出行者却可以通过选择别的路径或改变出发时刻来避免拥挤。 因此，当把交通流研究扩展到网络范畴时，变数就更大了。网络交通流的形成机理研究更多地涉及人的行为。;科学家广泛使用随机效用理论对交通方式选择、出发时间决策、出行目的地选择和路径选择进行了大量的研究，提出了： logit模型、 nested-logit模型 概率模型（McFadden, Benakiva, Van Zuylen, Daganzo, Fisk, Dial, Sheffi等）。 ;另一个著名的关于路径选择的理论就是用户均衡理论，由Wardrop提出、Beckmann等人进行数学化、Smith证明数学上的存在性和唯一性。 它