2-1 现代交通科学前沿导论-交通流理论1解析

常使用。
第二种方法：可能对高速公路数据采集具有一些价 值，是基于道路上两个方向行驶的一辆调查车辆的。 用下面两个等式估计某一行驶方向的速度。
x y q ta tw
y t tw q
(2.2.1)
(2.2.2)
q：道路上相关方向的估计流量; x：相关方向上行驶的车辆数，调查车辆在朝着相反方向行驶时会遇到它 们; y：当朝着相关方向行驶时，超过调查车辆的净车辆数(即那些超过去的减 去被超过去的); ta:逆向行驶所用的行驶时间，tw为顺着车流行驶的行驶时间，t为朝着相 关方向的平均行驶时间的估计值。 得到的数据：速度和交通量
2.1 概述
那再后面一些的车子看 到前面的车辆纷纷亮起 刹车灯，也不得不开始 刹车。接下来，有几排 车流就开始缓慢“爬行” 了。
2.1 概述
这种速度的降低，被称 之为“后向延展波”，会 一直向后延伸到所有的 车辆。并且这时候开始 有车希望能够找到捷径 继续前行，所以参加变 线，也就进一步使得交 通恶化。
2.2.3 沿 一 段 道 路 的 测 量 Measurement Along a Length of Road
主要方法：通过航拍、或者用安装在高层建筑物 或灯杆上的照相机或闭路电视实现。至少应该观
测0.5公里的道路。
得到的数据：单幅画面，只能测量密度 多幅画面，速度。
尽管密度和速度都可以在整个路段的长度上测量， 但密度必须在时间的某个点上测量；而速度的测量
用轨道探测器。
大多数点探测器得到的数据：占有率（为仪器的 探测区域被车辆所占用的时间百分比），速度， 流量
大多数目前所使用的点探测器（如感应式回路或微波 束）都占用道路上的空间，因此属于短距离测量。这 些探测器可以获得一个新的变量，即占有率；这是早 期的技术所不能提供的。占有率为仪器的探测区域被 车辆所占用的时间百分比。 因为占有率取决于仪器的探测区域的大小，对于同样 的交通，所测量的占有率在各个点可能会有所不同。 为了实用的目的，许多高速公路管理系统都只依赖于 流量和占有率等信息。 与点测量相同，短距离数据采集也能对密度进行直接 测量。
主要方法： 手工计数，气动导管，点探测器，微波，雷达，光电管， 超声波和电视摄像机 能够得到的数据：车流量，速度（微波或雷达探测器）
2.2.2 在 短 距 离 上 的 测 量 Measurements Over a Short Section
主要方法：（原）靠近第一个气动导管放置的第 二个气动导管来获得速度。（新）成对的车辆占
2.1 概述
在一条典型的，很繁忙 的高速公路上面，车流 的交通速度大约是55英 里每小时，这个时候突 然有一个驾驶员想要变 线。
2.1 概述
这就使得目标车道上直 接排在这辆车之后的车 辆不得不刹车让他完成 这一动作，后车的速度 下降到50英里每小时。
2.1 概述
而在速度下降到50英 里每小时的车辆之后的 那些车子，也不得不放 慢速度到45英里每小 时以下，以便能够保持 距离以策安全。
现代交通科学前沿导论 ——交通流理论1
主讲人： 谢东繁 办公地点：8619（51684240） Email: dfxie@
2 交通流理论 • 主要内容
2.1 概述 2.2 交通观测 2.3 交通实测现象 2.4 交通流理论模型简介 2.5 元胞自动机交通流模型
2.1 概述
交通流理论
公路的地方。
第二种系统提供在一段道路上的速度。这是目前没
有巨大努力和花费所不能获得的信息。既然行驶时
间是ITS径路诱导所感兴趣的关键变量之一，那么更 好的信息将是该操作目的的一种优势。这样的信息 对于理论工作也将很有用。 第三种系统提供真正宽区域速度信息的可能性，而
不仅仅是一些挑选的报告点的信息。实现这种方法
数学方法
交通现象
2.1 概述
20世纪30年代
初期研究
20世纪50年代
车辆跟驰模型 流体动力学模型
20世纪90年代
元胞自动机模型
21世纪
百花齐放 百家争鸣
2.1 概述
2.1 概述
2.1 概述
Greenshields 实验设备
2.1 概述
速度-密度关系
获取数据
2.1 概述
交通拥堵背后的科学
2.1 概述
既要求时间变化，又要求距离变化。一般而言，流
量指的是穿过道路上某个点或线的车辆数。因此， 流量和密度指的是不同的测量框架：流量是在空间 某点处的时间上测量的；密度是在时间上某点处的 空间方 法 Moving Observer Method
第一种方法：流动汽车，其中速度和行驶时间记录 为道路上时间和位置的函数。一种是让汽车中的第 二个人来记录速度和行驶时间。另一种使用了一种 修改过的记录速度计，在长途卡车或公共汽车上经
2.2 交通观测
交通数据测量方法
• • • • • 定点测量 小距离路段调查（距离小于10m） 长距离路段调查（距离不小于500m） 浮动观测车调查 ITS宽范围测量方法
2.2 交通观测
用时间－空间图表示四种获得交通数据的方法：
2.2 交通观测
2.2.1定点测量Measurement at a Point
2.1.5 ITS 宽范围测量方法 ITS Wide-Area Measurements
第一种系统将通过成对的回路探测器而提供与所采
集数据的比较数据。尽管它具有只对车队的一小部
分进行抽样的缺点，它也有若干优势。第一优势：
系统维护和修理不会像修理坏掉的回路那么昂贵或
具有破坏性。第二优势：采样站可以比目前的回路 设置更广泛，提供更好的覆盖面，尤其是远离高速
蝴蝶效应（ The Butterfly Effect）是指在一个动力系统 中，初始条件下微小的变化能带动整个系统的长期的巨大 的连锁反应。这是一种混沌现象。
2.1 概述
不可见波理论(Invisible waves)，车队出现时走时停现象 (Stop and go traffic)。
2.1 概述
公共地悲剧(Tragedy of the commons）是一种涉及个人 利益与公共利益（Common good）对资源分配有所冲突 的社会陷阱（Social trap）。