基于录像资料的交通流实测与应用研究

高速道路交通系统中存在丰富的非线性复杂现象，相关数学模型和数值仿真研究蓬勃发展，但实测研究处于明显落后状态。在我们对市内高速道路实测研究的基础上，本课题将进一步对城际高速道路复杂交通流现象进行实测研究，并将市内和城际、国内和国外高速道路的实测结果进行比较分析，以期发现符合中国国情特点的高速道路交通规律。拍摄不少于100小时的我国不同特征条件下的城际高速道路实际交通录像，从中提取瞬时"车间距-车速"和"加速度-车间距-车速-速度差"信息，分别建立包含10万和5万条微观交通流状态数据的共享网络数据库，并通过数值仿真和时间序列分析等方法，研究复杂交通现象，为交通规划、控制、管理和智能交通系统设计提供新的思路，为提高线圈数据采集准确率提出改进措施。利用量纲分析的方法，对不同尺度的交通流特性进行分析，尝试将其和湍流现象进行比拟。

高速道路交通系统中存在丰富的非线性复杂现象，相关数学模型和数值仿真研究蓬勃发展，但实测研究处于明显落后状态。在我们对市内高速道路实测研究的基础上，本课题进一步对城际高速道路复杂交通流现象进行了实测研究，并将市内和城际的实测结果进行了比较分析。拍摄了100.75小时的我国不同特征条件下的城际高速道路实际交通录像，从中提取微观交通数据10余万条，建立了大样本的城际交通流数据库。建立了“交通流实测视频与数据共享平台“（http://traflow.fudan.edu.cn），与同行们共享来之不易的宝贵数据。基于这些数据，对常见的速密关系模型进行了参数优化研究，并给出了速度分布的双峰模型。提出了具有二阶时间精度和三阶空间精度的紧致差分格式，用于宏观交通流模型的数值模拟，并通过一维管流模型的一个解析解进行了验证。分析了中国道路上的非线性现象，包括高速跟驰以及密度时间序列的波动特征。