基于微观OVDM跟驰模型的宏观交通流模型建模方法

摘要

本发明公开了一种基于微观OVDM跟驰模型的宏观交通流模型建模方法，用于解决现有的OVDM微观交通流跟驰模型对宏观交通流适应性差的技术问题。技术方案是在分析车头间距Δx与车辆平均密度ρ的关系的基础上，建立新的交通模型。通过新的交通模型得到系统稳定性的关系，并与微观交通流模型对比，得到两者之间的联系。从而可以将微观与宏观交通流模型联系起来，为交通控制、决策提供基本依据，可以在宏观交通流中直接应用处理交通拥堵问题。

主权项

1.一种基于微观OVDM跟驰模型的宏观交通流模型建模方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、车头间距Δx与车辆平均密度ρ的关系为$\mathrm{\Delta x}~\frac{1}{\rho }-\frac{{\rho }_x}{2{\rho }^3}-\frac{{\rho }_{\mathrm{xx}}}{6{\rho }^4}+\frac{{\rho }_x^2}{2{\rho }^5}+···,$式中，Δx是连续的两辆车之间的车头间距，ρ是车流平均密度；步骤二、建立宏观交通流模型$\left\{\begin{array}{c}{\rho }_t+{\left(\mathrm{\rho v}\right)}_x=0,\\ v_t+{\mathrm{vv}}_x=a[\bar{V}-v]+a{\bar{V}}^{\prime }[(1+2\gamma )\frac{{\rho }_x}{2\rho }+(1+6\gamma )\frac{{\rho }_{\mathrm{xx}}}{6{\rho }^2}-(1+4\gamma )\frac{{\rho }_x^2}{4{\rho }^3}]\\ +{\mathrm{\lambda av}}_x(\frac{1}{\rho }-\frac{{\rho }_x}{2{\rho }^3}-\frac{{\rho }_{\mathrm{xx}}}{6{\rho }^4}+\frac{{\rho }_x^2}{2{\rho }^5})+(1+8\gamma )a\frac{{\bar{V}}^{\prime \prime }{\rho }_x^2}{8{\rho }^2}+\mathrm{\lambda a}\frac{v_{\mathrm{xx}}}{2{\rho }^2}\end{array}\right.$式中，ρ是平均密度，v是平均速度，V(·)是优化速度函数，a是驾驶员的敏感系数，λa是相对速度差的反应参数，γa是优化速度差的反应参数；${\rho }_t=\frac{\partial \rho }{\partial t},{\rho }_x=\frac{\partial \rho }{\partial x},$${\rho }_{\mathrm{xx}}=\frac{{\partial }^2\rho }{{\partial x}^2},v_t=\frac{\partial v}{\partial t},v_x=\frac{\partial v}{\partial x},v_{\mathrm{xx}}=\frac{{\partial }^{2}v}{{\partial x}^2},{\bar{V}}^{\prime }=\frac{d\bar{V}}{\mathrm{d\rho }},{\bar{V}}^{\prime \prime }=\frac{d^2\bar{V}}{d{\rho }^2};$根据所建立的微观交通流模型，得到线性稳定性条件、三角冲击波以及孤立波的结果，并与原微观OVDM跟驰模型的相应结果做对比，得到两者等价的结论，建立微观与宏观交通流模型之间的联系。