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带干扰项的ARZ交通流模型的时滞控制与ISS稳定性
1
作者 高彩霞 赵东霞 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第4期960-977,共18页
针对线性化之后的ARZ交通流模型,已有文献通常基于如下假设:一是系统的平衡态恰好等于自由流的速度,二是进入上游路段的交通量恰好等于交通需求的数学期望,三是边界反馈不考虑时滞因素的影响.该文抛开各类限制条件,结合时滞边界控制策略... 针对线性化之后的ARZ交通流模型,已有文献通常基于如下假设:一是系统的平衡态恰好等于自由流的速度,二是进入上游路段的交通量恰好等于交通需求的数学期望,三是边界反馈不考虑时滞因素的影响.该文抛开各类限制条件,结合时滞边界控制策略,建立了具有模型漂移项和边界扰动项的PDE-PDE无穷维耦合闭环系统.具体地,采用算子半群理论,将闭环系统改写为抽象发展方程的形式;结合线性系统解与控制算子的允许性理论,证明了闭环系统的适定性;构造加权ISS-Lyapunov函数,证明了闭环系统的输入-状态稳定性(ISS),得到了反馈参数的耗散性条件.通过数值仿真实验,进一步验证本文设计的时滞控制器的有效性与参数条件的可行性. 展开更多
关键词 ARZ交通流模型 时滞边界控制 ISS-Lyapunov函数 ISS稳定性
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ARZ交通流模型的时滞边界控制
2
作者 高彩霞 赵东霞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第2期244-252,共9页
当使用时滞控制器(即瞬时位置和时滞位置线性组合的边界反馈控制律)控制Aw-Rascle-Zhang(ARZ)交通流模型时,闭环系统的指数稳定性与控制器增益以及时滞参数的选取有较大的关系。旨在建立时滞偏微分方程系统的适定性,并定量求取参数稳定... 当使用时滞控制器(即瞬时位置和时滞位置线性组合的边界反馈控制律)控制Aw-Rascle-Zhang(ARZ)交通流模型时,闭环系统的指数稳定性与控制器增益以及时滞参数的选取有较大的关系。旨在建立时滞偏微分方程系统的适定性,并定量求取参数稳定域。首先,结合时滞反馈控制策略,建立偏微分方程-偏微分方程(partial differential equation-partialdifferentialequation,PDE-PDE)耦合闭环系统。第二,采用算子半群方法将闭环系统改写为抽象发展方程的形式,进而讨论系统算子的可逆性及闭环系统的适定性。第三,构造加权严格Lyapunov函数,精确求解出闭环系统指数稳定时反馈参数及时滞值所满足的条件,求得的稳定域为抑制交通流的振荡提供了理论依据。最后,借助MATLAB数学软件进行数值模拟,仿真结果验证了时滞控制器的有效性。 展开更多
关键词 ARZ交通流模型 时滞反馈 李雅普诺夫函数 指数稳定性
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基于非线性交通流模型的交通子区边界控制策略研究
3
作者 王晓龙 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S01期1201-1207,共7页
城市交通流具有复杂的非线性动态特征,用简化的线性交通流模型无法准确描述交通流的非线性特征。因此,在考虑扰动对子区边界控制影响的基础上,首先建立了考虑扰动的非线性城市宏观交通流模型,该模型能够更好地描述实际交通流的运行情况... 城市交通流具有复杂的非线性动态特征,用简化的线性交通流模型无法准确描述交通流的非线性特征。因此,在考虑扰动对子区边界控制影响的基础上,首先建立了考虑扰动的非线性城市宏观交通流模型,该模型能够更好地描述实际交通流的运行情况。其次,结合城市交通流运行的周期性特点,设计了基于迭代学习控制的子区边界控制策略,并利用Lipschitz条件和偏导数分析了迭代学习控制律的收敛性。最后,通过仿真案例验证了基于非线性交通流模型的交通子区边界控制策略的有效性。 展开更多
关键词 城市交通 边界控制 迭代学习控制 非线性交通流模型
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基于跟车思想的一维元胞自动机交通流模型 被引量:38
4
作者 董力耘 薛郁 戴世强 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2002年第4期331-337,共7页
提出一个改进的一维元胞自动机模型来模拟周期性边界条件下高速公路上车流运动· 基于跟车模型的思想 ,根据所研究车辆与其前方紧邻车辆之间的间距和相对速度来确定该车的运动 ,间接地反映了次近邻车辆的影响· 通过引入安全... 提出一个改进的一维元胞自动机模型来模拟周期性边界条件下高速公路上车流运动· 基于跟车模型的思想 ,根据所研究车辆与其前方紧邻车辆之间的间距和相对速度来确定该车的运动 ,间接地反映了次近邻车辆的影响· 通过引入安全间距来描述高速运动车辆接近前方缓行车辆时的减速行为 ,并利用随机减速概率来反映减速行为中的随机因素· 由于安全间距的引入 ,当减速概率大于零时在较高密度下就出现完全的阻塞相· 同时在本模型中采用的是有条件减速 ,因而可以较好描述交通实测中观察到的现象· 在临界密度附近 ,车流运动处于亚稳态并呈现出滞后现象· 由于本模型对于车辆微观运动的合理描述 。 展开更多
关键词 元胞自动机 交通流模型 亚稳态 滞后现象 跟车模型
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车路协同系统下多智能体微观交通流模型 被引量:19
5
作者 杨帆 云美萍 杨晓光 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1189-1196,共8页
介绍车路协同系统(cooperative vehicles infrastructure system,CVIS)下车辆多智能体(vehicle multi-agent,VMA)的概念及其属性列表.提出传统交通环境和CVIS下的车辆决策机制,分析两者在交叉口及路段上对于交通状态判断与决策的差异.建... 介绍车路协同系统(cooperative vehicles infrastructure system,CVIS)下车辆多智能体(vehicle multi-agent,VMA)的概念及其属性列表.提出传统交通环境和CVIS下的车辆决策机制,分析两者在交叉口及路段上对于交通状态判断与决策的差异.建立CVIS下的单车道微观交通流模型,给出车辆的微观动力学模型,包括加速模型和减速模型,同时考虑交叉口的信号灯对车辆行为的影响.最后,数值试验将分析车辆在两种不同环境中的时空轨迹图以及宏观的交通参数.结果表明:CVIS下的车辆比传统交通环境下的车辆总行驶时间、平均行程时间以及平均延误均有极大降低,提高了通行的效率;车队车头时距降低、速度方差减小,提高了车队行驶的稳定性. 展开更多
关键词 车路协同 多智能体 微观交通流模型 决策机制
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单速及多速车道元胞自动机交通流模型研究 被引量:20
6
作者 谭惠丽 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第2期5-8,共4页
通过计算机数值模拟 ,得到了单速车道和多速混合车道元胞自动机交通流模型的基本图 ,并对这两种模型的交通流特性进行了分析和讨论 .
关键词 多速车道 元胞自动机 交通流模型 计算机模拟 单速车道 演化方程
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大城市高架路实测数据分析与交通流模型研究 被引量:6
7
作者 吴正 郭明旻 +4 位作者 郑贤清 林展熙 吴胜春 赵昀杰 张英莹 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期789-797,共9页
对上海市中心延安高架路一个路段交通流进行长时间录像拍摄,提取到"车速-车头间距"有效数据26000余对.应用该批实测数据,对多种常见交通流速密关系模型进行比较研究后发现,一维管流模型在我国高速道路交通流参数计算中具有优... 对上海市中心延安高架路一个路段交通流进行长时间录像拍摄,提取到"车速-车头间距"有效数据26000余对.应用该批实测数据,对多种常见交通流速密关系模型进行比较研究后发现,一维管流模型在我国高速道路交通流参数计算中具有优势.提出采用变参数一维管流模型刻画交通流非线性特征的基本方法. 展开更多
关键词 交通流模型 实测数据 一维管模型 交通状态指数 非线性
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三车道元胞自动机交通流模型研究 被引量:16
8
作者 吴大艳 谭惠丽 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2005年第4期393-397,共5页
在Nagel-Schrekenberg(NS)元胞自动机交通流模型的基础上,提出了一种高速公路三车道元胞自动机交通流模型.该模型中所有的车辆均遵循相同的演化规则,并允许车辆以一定概率换道.根据计算机数值模拟,研究了车辆减速概率、换道概率对车流... 在Nagel-Schrekenberg(NS)元胞自动机交通流模型的基础上,提出了一种高速公路三车道元胞自动机交通流模型.该模型中所有的车辆均遵循相同的演化规则,并允许车辆以一定概率换道.根据计算机数值模拟,研究了车辆减速概率、换道概率对车流量、车道利用率影响关系,结果表明,在相同情况下,此模型所得到的基本图显示出交通流量比单车道NS模型大,并且发现减少不必要的车辆换道行为可以使驾驶更安全.这些研究为管理三车道的道路系统提供了一定的参考依据. 展开更多
关键词 元胞自动机 交通流模型 计算机模拟
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宏观交通流模型参数的迭代学习辨识方法 被引量:12
9
作者 侯忠生 金尚泰 赵明 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期64-71,共8页
利用宏观交通流行为的重复性特性,将快速路宏观交通流模型转换为包含此模型的一般离散时间非线性系统模型,然后针对此一般离散时间非线性系统模型设计了基于迭代学习的宏观交通流模型参数辨识算法.严格的理论推导证明了这种参数辨识方... 利用宏观交通流行为的重复性特性,将快速路宏观交通流模型转换为包含此模型的一般离散时间非线性系统模型,然后针对此一般离散时间非线性系统模型设计了基于迭代学习的宏观交通流模型参数辨识算法.严格的理论推导证明了这种参数辨识方案的收敛性和鲁棒性.仿真结果验证了该算法的有效性. 展开更多
关键词 宏观交通流模型 迭代学习控制 参数辨识 重复性
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二维主干道CA交通流模型的研究 被引量:14
10
作者 黄乒花 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第2期8-12,共5页
提出一个二维二速主干道 CA交通流模型 ,并对该模型进行计算机模拟 ,考察模型的各种参量在模型中所起的控制作用 .
关键词 交通 主干道CA交通流模型 计算机模拟 控制
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基于实测数据的交通流模型比较研究 被引量:5
11
作者 林展熙 郭明旻 +2 位作者 郑贤清 吴胜春 吴正 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期848-855,共8页
依据上海延安高架路段的交通流录像资料提取的26000余组实测数据,作出流量-密度图,发现随着路段整体平均密度的递增,Kerner指出的低密度自由流阶段的曲线特性越来越不明显;而在整体平均密度较低的情况下,又存在一定数量的高速度高密度数... 依据上海延安高架路段的交通流录像资料提取的26000余组实测数据,作出流量-密度图,发现随着路段整体平均密度的递增,Kerner指出的低密度自由流阶段的曲线特性越来越不明显;而在整体平均密度较低的情况下,又存在一定数量的高速度高密度数据.利用观测得到的大量数据,在按密度划分的不同区间内对已有的多个平衡函数进行最优筛选,得到分段平衡函数的表达式,使交通流模型更加贴近真实交通状况.最后提出了基于实测数据计算激进型驾驶者比例的方法,该方法的关键在于利用各种经过特征值变换后的平衡函数形式模拟已有数据的区域边界. 展开更多
关键词 交通流模型 实测数据 量-密度图 分段平衡函数 激进型驾驶者
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一维DCA交通流模型分析 被引量:11
12
作者 何云 陈若航 吕晓阳 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 1997年第1期49-53,共5页
利用 DCA交通流模型模拟了单线路单速的交通情况 ,利用演化规则表达式推导出速度及流量的解析表达式 ,并分析了二粒子最近邻关联随密度的变化情况 .
关键词 细胞自动机 交通流模型 DCA模型
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元胞自动机双车道人车混合交通流模型的研究 被引量:9
13
作者 郑容森 谭惠丽 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《系统工程学报》 CSCD 北大核心 2006年第3期273-279,共7页
以元胞自动机184号规则为基础,建立了双向两车道含行人,自行车和汽车的“人车”混合交通流模型.考虑了两车道间的超车影响.通过计算机数值模拟,得到不同的混合比例下的混合交通流基本图及不同的自行车和行人密度下汽车的交通流基本图.... 以元胞自动机184号规则为基础,建立了双向两车道含行人,自行车和汽车的“人车”混合交通流模型.考虑了两车道间的超车影响.通过计算机数值模拟,得到不同的混合比例下的混合交通流基本图及不同的自行车和行人密度下汽车的交通流基本图.通过分析,得出了混合交通流的几个重要特性. 展开更多
关键词 元胞自动机 混合交通流模型 交通基本图
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标定交通流模型时最小统计间隔的选择 被引量:7
14
作者 荣建 常成利 +1 位作者 刘小明 任福田 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1999年第4期49-55,共7页
利用广佛高速公路的数据,首先比较了以15min、5min和1min为统计间隔统计的各流率区间内的速度、密度均值,以及最高频率出现的速度、密度值,然后比较了以15min、5min和1min为统计间隔的统计结果标定的Greenshields模型和Underwood模... 利用广佛高速公路的数据,首先比较了以15min、5min和1min为统计间隔统计的各流率区间内的速度、密度均值,以及最高频率出现的速度、密度值,然后比较了以15min、5min和1min为统计间隔的统计结果标定的Greenshields模型和Underwood模型,认为:标定交通流模型时,可采用的最小统计间隔为5min;当模型精度要求为10%时,最小统计间隔为1min. 展开更多
关键词 交通流模型 统计间隔 通行能力 高速公路
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基于宏观交通流模型的行程时间预测 被引量:5
15
作者 干宏程 汪晴 范炳全 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2008年第5期409-413,共5页
以高速道路为研究对象,概述了宏观交通模型的基本方程,提出了一种基于宏观交通模拟的路径行程时间预测方法.预测方法以宏观模型输出的速度为基础计算路径行程时间,能够考虑交通拥堵以确保行程时间预测结果更合理.预测方法包含一般计算... 以高速道路为研究对象,概述了宏观交通模型的基本方程,提出了一种基于宏观交通模拟的路径行程时间预测方法.预测方法以宏观模型输出的速度为基础计算路径行程时间,能够考虑交通拥堵以确保行程时间预测结果更合理.预测方法包含一般计算方法、由路段行程时间合成的方法(近邻组合法)这两种计算方法,后者用以加快计算速度,确保预测能够适用于较大规模路网.算例分析说明了预测方法的有效性. 展开更多
关键词 行程时间预测 宏观交通流模型 交通模拟
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城市道路车队离散过程中的交通流模型 被引量:10
16
作者 杨佩昆 黄文忠 车丕明 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1994年第3期294-299,共6页
在对城市道路上车流运行的机理进行微观分析的基础上,提出了自由流随机度的概念,并用以衡量车流中车辆相互影响的大小;同时,通过实测数据和理论分析,建立了城市道路上车队离散过程中随机度随路段变化的数学模型;最后得到了适用于... 在对城市道路上车流运行的机理进行微观分析的基础上,提出了自由流随机度的概念,并用以衡量车流中车辆相互影响的大小;同时,通过实测数据和理论分析,建立了城市道路上车队离散过程中随机度随路段变化的数学模型;最后得到了适用于城市道路车队离散过程中的交通流模型. 展开更多
关键词 城市道路 交通流模型 离散过程
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CA交通流模型中的刹车对交通流的影响 被引量:2
17
作者 陈若航 何云 +1 位作者 刘慕仁 孔令江 《西北大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期27-29,共3页
给出了细胞自动机(CA)模型以模拟具有刹车的交叉路口的交通情况,用计算机模拟的方法研究了刹车概率对交通速度的影响。
关键词 交通 噪声 CA交通流模型 刹车
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信号灯控制下的交通流模型 被引量:6
18
作者 龙小强 晏启鹏 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期301-305,共5页
首先引入交通流基本函数 ,推导出流量、密度、速度 3者之间的关系 ,在此基础上对交通流连续运动建立方程 ,并引入特征线 ,从几何意义上分析求解结果。发现对于沿车流方向前面车流密度小、后面密度大的情形完全适合 ,但对于相反情形却不... 首先引入交通流基本函数 ,推导出流量、密度、速度 3者之间的关系 ,在此基础上对交通流连续运动建立方程 ,并引入特征线 ,从几何意义上分析求解结果。发现对于沿车流方向前面车流密度小、后面密度大的情形完全适合 ,但对于相反情形却不适用 ,从而引出了间断交通流方程。最后利用这两方程讨论了红绿灯相继出现时交通流的变化全过程。 展开更多
关键词 交通密度 连续 间断 信号灯控制 交通流模型
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元胞自动机交通流模型的关联函数解耦处理 被引量:3
19
作者 黄乒花 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第3期1-5,共5页
依据概率论的定义 ,通过对关联函数的解耦 ,给出两点的关联函数与转入、转出及刹车概率之间的关系 ,并对其结果进行了讨论 ,计算机数值模拟结果与理论结果一致 .
关键词 关联函数 解耦 数值模拟 元胞自动机交通流模型
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基于精确传感网络的智能交通系统交通流模型 被引量:7
20
作者 王涛 李志蜀 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第4期905-909,912,共6页
首先介绍了基于精确传感网络的智能交通系统(ITS)相对于传统交通流传感器网络的优势;然后基于组合预测理论对这类网络的基本交通流模型进行了研究,在模型中引入了更加精确的交通流物理量,包括旅行时间、路段上游及下游的分类交通流量等... 首先介绍了基于精确传感网络的智能交通系统(ITS)相对于传统交通流传感器网络的优势;然后基于组合预测理论对这类网络的基本交通流模型进行了研究,在模型中引入了更加精确的交通流物理量,包括旅行时间、路段上游及下游的分类交通流量等变量,使所建立模型的可解释信息量更加丰富和易懂,该模型算法为动态算法。交通实测数据实验证明模型的拟合精度较高,拟合值与真值的平均绝对误差值控制在9 s以内,平均相对误差值控制在5%以内,综合各个时段来看,预测的准确度都在90%以上。最后总结了基于精确传感器网络的智能交通系统在实际交通应用中的重大价值。 展开更多
关键词 精确传感网络 智能交通系统 旅行时间 分类交通 交通流模型
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