基于MFD的路网宏观交通状态及影响因素研究

华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2012, Vol. 40 ›› Issue (11): 138-146.

基于MFD的路网宏观交通状态及影响因素研究

朱琳¹于雷^1,2宋国华¹

1．北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室，北京 100044;2．德克萨斯南方大学，美国德克萨斯州休斯顿 77004

收稿日期:2012-03-05 修回日期:2012-07-18 出版日期:2012-11-25 发布日期:2012-10-01
通信作者: 朱琳(1985-) ，女，博士生，主要从事城市交通规划与管理、交通仿真技术研究． E-mail:08114194@bjtu.edu.cn
作者简介:朱琳(1985-) ，女，博士生，主要从事城市交通规划与管理、交通仿真技术研究．
基金资助:
国家"973”计划项目( 2012CB725403) ; 北京交通大学中央高校基本科研业务费专项资金资助( 2009YJS045)

MFD-Based Investigation into Macroscopic Traffic Status of Urban Networks and Its Influencing Factors

Zhu Lin¹Yu Lei^1,2Song Guo-hua¹

1. MOE Key Laboratory for Transportation Complex Systems Theory and Technology,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China; 2. Texas Southern University,Houston,Texas 77004,USA

Received:2012-03-05 Revised:2012-07-18 Online:2012-11-25 Published:2012-10-01
Contact: 朱琳(1985-) ，女，博士生，主要从事城市交通规划与管理、交通仿真技术研究． E-mail:08114194@bjtu.edu.cn
About author:朱琳(1985-) ，女，博士生，主要从事城市交通规划与管理、交通仿真技术研究．
Supported by:
国家"973”计划项目( 2012CB725403) ; 北京交通大学中央高校基本科研业务费专项资金资助( 2009YJS045)

摘要/Abstract

摘要： 从城市路网交通管理与控制的需求出发，引入交通流宏观基本图( MFD) 模型，基于实测和仿真数据，开展对北京市西三环实际路网的宏观交通状态、时变特征以及影响因素研究．文中首先介绍了MFD 模型及其矢量算法，利用实测数据建立西三环路网的MFD，基于Van Aerde 模型标定路网交通流特征参数，对比分析路网平均流量－平均密度关系的时段分布差异，并得到宏观交通流的“磁滞现象”; 其次，证明了交通密度分布的不均衡性是影响路网宏观交通状态的根本因素; 最后，利用Integration 仿真研究了路网结构、交通需求以及出行路径对路网车流密度分布、宏观交通状态及其变化趋势的影响，以期为宏观交通控制、拥堵治理措施的制定提供决策支持．

关键词: 宏观交通状态, 宏观基本图, 流量－密度关系, 磁滞现象, 交通需求, 出行路径选择

Abstract:

In order to meet the practical demands for urban traffic management and control,the macroscopic traffic status of the West Third Ring Road network in Beijing as well as the corresponding time-varying characteristics and influencing factors is investigated based on the macroscopic fundamental diagram ( MFD) model of traffic flow and the monitored and simulated traffic data. In the investigation,first,the definition and vector algorithm of the MFD model are introduced. Next,the traffic-flow characteristic parameters of the network are calibrated based on the Van Aerde model. Then,the flow-density distributions in different periods are comparatively analyzed,and a hysteresis phenomenon of macroscopic traffic flow is derived. Moreover,the root cause of the macroscopic traffic status,namely the nonhomogeneous traffic density distribution in the network,is revealed. Finally,the effects of network structure,traffic demand and travel route on the traffic density distribution,the macroscopic traffic status and the traffic evolution of the network are analyzed through an Integration simulation. The results provide supports for the decision of macroscopic traffic control methods and congestion mitigation strategies.

Key words: macroscopic traffic status, macroscopic fundamental diagram, flow-density relationship, hysteresis phenomenon, traffic demand, travel route choice

中图分类号:

U491

朱琳于雷宋国华. 基于MFD的路网宏观交通状态及影响因素研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2012, 40(11): 138-146.

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