城市高速公路网交通流的动态建模与控制

城市车辆数量的迅猛增加及其所引起的交通拥堵是近年来我国大城市交通的显著特征。尽管国外对于城市交通流建模与预测已有大量研究，高密度城市交通流作为复杂耦合动态系统的动力学特性仍然是困扰城市和交通规划专家的难题。其中最令人费解的问题是在车流密度较高时，一段高速公路上的车流流量会无显著原因的突然显著降低而形成高密度、低速度阻塞区，从而大大地降低了高速路的交通效率。另外，大型城市交通网具有复杂的层次和尺度结构，而基于城市交通网络的交通流的动态建模及动力学特性的研究在国际上还很少。本项目拟针对高速公路交通流建立非线性动力学模型，用亚临界Hopf分岔来解释拥堵的产生和消失；并且进一步研究城市交通网的拓扑结构，建立交通网上车流动力学模型，研究交通网上的交通效率及堵塞的形成和传播特征。研究交通流控制反馈规律，使交通流稳定在其最大流量和效率附近，从而避免交通流系统崩溃和阻塞的形成。