交通波理论资料优秀PPT.ppt

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1、第四章 交通流状态描述交通波理论交通工程交通系统分析交通波模型模型建立波阵面路段的流量-密度关系已知，且该路段不受其他交通因素干扰。在某一时间段内，路段上的交通流处于稳定状态。模型条件n当K1K2，密度降低，产生的交通波为消散波；n疏散波 车流波由高密度状态向低密度状态转变的界面移动，交叉路口进口引道上红灯期间的排队车辆绿灯时起先驶离，车流从瓶颈路段驶出等都会产生疏散波。n当K1K2，密度增加，产生的交通波为集结波。n集结波 车流波由低密度状态向高密度状态转变的界面移动，车流在交叉口遇红灯，车流通过瓶颈路段、桥梁等都会产生集结波。虚线代表车流密度变虚线代表车流密度变更的分界线，虚线更的分界线，

2、虚线AB是低是低密度状态向高密度状态转密度状态向高密度状态转变的分界，它体现的车流变的分界，它体现的车流波为集结波；而虚线波为集结波；而虚线AC是是高密度状态向低密度状态高密度状态向低密度状态转变的分界，它体现的车转变的分界，它体现的车流波为疏散波。虚线的斜流波为疏散波。虚线的斜率就是波速。率就是波速。车队运行状态变更图车队运行状态变更图qkABKBKAQBQAtxAB模型原理示意图流量密度距离时间交通波意义交通波描述了两种交通状态的转化过程，代表了转化的方向和进程。三种状况：交通波意义qq21kk21交通波意义kqq12k12交通波意义qk12停车波与启动波格林希尔治线性模型的表达式为：密度

3、标准化，即令：停车波在交叉口停车线处遇到红灯停车：启动波红灯结束后，绿灯启动：启动过程中，数值上较小，与 相比可忽视不计。停车波与启动波的修正格林伯对数模型的表达式为：停车波：启动波：起动密度，车队起动时波阵面前方的密度车队停车时波阵面后方的密度最佳速度，交通流达到通行实力时的速度交通波应用某地高速马路发生严峻交通事故导致毒气泄漏，为确保平安高速马路需关闭30分钟。目前马路上的交通流为：q=1000veh/h，k=20veh/km。已知：堵塞密度kj=125veh/km，自由流速度vf=100km/h。请运用交通波理论计算：（1）当高速马路关闭时滞留的车队长度；（2）高速马路重新开放后车队的消

4、散时间。解（1）滞留车对最大长度：K2，u2K1，u1（2）消散时间为：交通波应用在在某某高高速速马马路路双双向向四四车车道道，10：00时时在在B点点处处发发生生交交通通事事故故。起起先先时时，车车辆辆都都被被堵堵在在B处处。15分分钟钟后后，有有一一条条车车道道堵堵塞塞消消散散了了，该该车车道道的的车车辆辆可可以通以通过过B点。点。数数据据：A点点：q=2700veh/h，v=90km/h;B点点,一一条条车车道道：q=1500veh/h，v=7.5km/h;B点点，两两条条车车道道：q=3600veh/h，v=60km/h;排排队队密密度度：300veh/km。BA14.17km问题：1

5、）10：15时排队的队尾地点；2）最终一个车辆进入排队的时刻；3）排队的最大长度；4）排队的队尾与事故发生点的最大距离；5）在什么时候由于事故引起交通流的扰动会 到达A点。解：1）10：15时排队的队尾地点；B点遇到堵塞，形成一停车波：k1=q1/v1=2700/90=30veh/km;k2=kmax=300veh/h,q2=0;U1=(2700-0)/(30-300)=-10km/h15分钟停车波走过的距离：U1*15/60=-2.5kmBA122）最终一个车辆进入排队的时刻；由于交通事故引起的堵塞局部消散后，q3=1500veh/h,在2，3状态交通流之间形成新的交通波，当其追上前面的停车

6、波时，即为该问题答案。U2=(q2-q3)/(k2-k3)=-15km/h-2.5+u1*t=u2*tt=0.5h=30min即在10：45最终一个车辆进入排队BA1233）排队的最大长度；排队的最大长度发生在交通波2产生的时刻，即10：15分，此时的排队长度.km.4）排队的队尾与事故发生点的最大距离；-15*0.5=-7.5km5)在什么时候由于事故引起交通流的扰动会到达A点 10:45时，交通波2追上交通波1，形成新的交通波。U3=(q1-q3)/(k1-k3)=-7.06km/hT=(14.17-7.5)/7.06=57min表明，在11：42分，交通波3到达A点。交通波应用 道路上的

7、车流量为720辆/h，车速为60 km/h，今有一辆超限汽车以30km/h的速度进入交通流并行驶5km后离去，由于无法超车，就在该超限车后形成一低速车队，密度为40辆/km，该超限车离去后，受到拥挤低速车队以车速50km/h，密度为25辆/km的车流疏散，计算：(1)拥挤消散时间ts；(2)拥挤持续时间tj；(3)最大排队长度；(4)排队最长时的排队车辆数；(5)参与过排队的车辆总数。解：三种状态的Q、K、V分别如图所示：超限车进入后，车流由状态变为状态，将产生一个集结波：（留意集结波的方向！）5km Q1=720V1=60K1=12 Q2=1200V2=30K2=40 Q3=1250V3=5

8、0K3=25 w1 w2超限车插入后，领头超限车的速度为30km/h，集结波由超限车进入点以w1=17.14km/h的速度沿车流方向运动。假如这种状况持续1h，1h后跟在超限车后的低速车队长度为：30-17.14=12.86 km。但超限车行驶5km后离去，超限车行驶5km所用集结时间为：ta=5/30=0.167h，在超限车驶离时刻 超 限 车 后 的 低 速 车 队 长 度 应 为：5-w1ta=2.14km。5km w1w1ta 5-w1ta=2.14km themegallery Company Logo 超限车离去后，车流由状态变为状态，在超限车驶离点产生一个消散波：留意：超限车离去

9、，低速车队前端以-3.33km/h的速度消散，后端还在以17.14km/h的速度集结。5km w1 w2w1ta 5-w1ta=2.14km 由此可见，在超限车离去的时刻低速车队最长！因此，最大排队长度为2.14km（为什么？），这2.14km上的车辆数即为最大排队车辆数：2.14K2=2.1440=86 （辆）（为什么是K2？）超限车离去的时刻，低速车队前端以-3.33km/h的速度消散，后端还在以17.14km/h的速度集结，设要消散长度为2.14km的低速车队须要的时间为ts 5km w1 w2w1ta 5-w1ta=2.14km 由图可见，消散长度为2.14km的低速车队须要的排队消散

10、时间ts 应接受下式计算：排队持续时间tj为集结时间ta与排队消散时间ts之和 tj=ta+ts=0.167+0.105=0.272 （h）5km w1 w2w1ta 5-w1ta=2.14km要求出参与过排队的车辆总数，首先要确定排队消散处距超限车驶入处的位置，由下图可见：可见，排队消散处距超限车驶入处为4.69km5km w1 w2w1ta 5-w1ta=2.14km5kmw1tj=4.69km 5-w1tj=w2ts =0.31km在超限车驶入至排队消散的排队持续时间tj内，从左面驶入的流量为：在这196辆车中，上图蓝车以后的车辆没有参与过排队，其数量为：4.69K1=4.6912=56（辆）因此，参与排队的车辆总数为：196-56=140（辆）5kmw1tj=4.69km 5-w1tj=w2ts =0.31km参与排队的车辆总数的另一种算法：如上图，蓝车以后车辆没有参与过排队，从超限车驶入左边进口至蓝车驶入左边进口的时间为：因此，参与排队的车辆总数为te时间内左边进口的流入量：Q1te=7200.194=140（辆）5kmw1tj=4.69km 5-w1tj=w2ts =0.31km