第四章 交通流理论 交通工程系郇荣 2017年03月30日
第四章 交通流理论 2017 年 03 月 30 日 交通工程系 郇荣
第四章 交通流理论 第一节 交通流特性 第二节概率统计模型 第三节排队论及其应用 一第四节跟驰模型 一第五节流体模拟理论 044小4.4 ★：要求掌握并学会应用
第一节 交通流特性 第二节 概率统计模型 第三节 排队论及其应用 第四节 跟驰模型 第五节 流体模拟理论 第四章 交通流理论 ★ ★ ★ ★ ★：要求掌握并学会应用 ★
交通流理论的沿革 Fundamentals of Traffic Eengineexing 20世纪30年代，开始发展，最早采用的是概率论方法。 1933年，金蔡(Kinzer.J.P)论述了泊松分布应用于交通分析的可 能性；1936年，亚当斯(Adams.W.F)发表了数值例题；格林希尔茨 (Greenshields)发表了用概率论和数理统计的方法建立的数学 模型，用以描述交通流量和速度的关系。 ·40年代，由于二战的影响，交通流理论的发展不多。 50年代，随着汽车工业和交通运输业的迅速发展，交通量、交通 事故和交通阻塞的骤增，交通流中车辆的独立性越来越小，采用 的概率论方法越来越难以适应，迫使理论研究者寻求新的模型， 于是相继出现了跟驰(Car Following)理论、交通波(Traffic Wave Theory)理论和车辆排队理论(Queuing Theory).。这一 时期的代表人物有Wardrop、Reuschel、Pipes、Lighthill、 Whitham、Newel、Webster、Edie、Foote、Herman、Chandler等
• 20世纪30年代，开始发展，最早采用的是概率论方法。 1933年，金蔡(Kinzer.J.P)论述了泊松分布应用于交通分析的可 能性；1936年，亚当斯(Adams.W.F)发表了数值例题；格林希尔茨 （Greenshields）发表了用概率论和数理统计的方法建立的数学 模型，用以描述交通流量和速度的关系。 • 40年代，由于二战的影响，交通流理论的发展不多。 • 50年代，随着汽车工业和交通运输业的迅速发展，交通量、交通 事故和交通阻塞的骤增， 交通流中车辆的独立性越来越小，采用 的概率论方法越来越难以适应，迫使理论研究者寻求新的模型， 于是相继出现了跟驰（Car Following）理论、交通波（Traffic Wave Theory）理论和车辆排队理论（Queuing Theory）。这一 时期的代表人物有Wardrop、Reuschel、Pipes、Lighthill、 Whitham、Newel、Webster、Edie、Foote、Herman、Chandler等 。 交通流理论的沿革
交通流理论的沿革 于udamentals of了alfie Eengineering 1959年12月，交通工程学应用数学方面学者在底特律举行首届交 通流理论国际研讨会，并确定每三年召开一次。从此，交通流理 论的研究进入了一个迅速发展的时期。 1975年，丹尼尔(Daniel I.G)和马休(marthow,J.H)汇集了各方 面的研究成果，出版了《交通流理论》一书，较全面、系统地阐 述了交通流理论的内容及其发展。 1990年，美国Adolf D.May出版了《Traffic Flow Fundamentals 》 1996年，美国联邦公路局(The Federal Highway Administration,FHWA)出版了《Monograph on Traffic Flow Theory》。主编Nathan H.Gartner,Carroll Messer,Ajay K. Rathi等。涉及的内容包括：交通流特性、人的因素、车辆跟驰模 型、连续流模型、宏观交通流模型、交通影响模型、无信号交叉 口理论、信号交叉口交通流理论、交通模拟和交通分配
• 1959年12月，交通工程学应用数学方面学者在底特律举行首届交 通流理论国际研讨会，并确定每三年召开一次。从此，交通流理 论的研究进入了一个迅速发展的时期。 • 1975年，丹尼尔(Daniel I.G)和马休(marthow，J.H)汇集了各方 面的研究成果，出版了《交通流理论》一书，较全面、系统地阐 述了交通流理论的内容及其发展。 • 1990年，美国Adolf D．May出版了《Traffic Flow Fundamentals 》 • 1996年，美国联邦公路局（The Federal Highway Administration，FHWA）出版了《Monograph on Traffic Flow Theory》。主编Nathan H．Gartner，Carroll Messer，Ajay K． Rathi等。涉及的内容包括：交通流特性、人的因素、车辆跟驰模 型、连续流模型、宏观交通流模型、交通影响模型、无信号交叉 口理论、信号交叉口交通流理论、交通模拟和交通分配。 交通流理论的沿革
按研究手段和方法来划分 Fundamentals of Traffic Eengineering 传统交通流理论 > 定义：传统交通流理论是指以数理统计和微积分等传统数学 和物理方法为基础的交通流理论。 > 特点：交通流模型的限制条件比较苛刻、模型的推导过程比 较严谨、模型的物理意义比较明确！ > 代表模型：交通流的统计分布模型、车辆的跟驰模型、车流 波模型、排队论模型。 > 传统交通流理论在目前的交通流理论体系中仍居主导地位， 同时在应用中相对成熟。 2.现代交通流理论 >定义：指以现代科学技术和方法（如模拟技术、神经网络、 人工智能、控制论)为主要研究手段而形成的交通流理论。 >特点：模型和方法不追求严格意义上的数学推导，也没有明 确的物理意义，更重视模型/方法对真实交通流的拟合效果。 > 应用范围：主要用于对复杂交通流现象的模拟、解释和预测 (最典型的是对短时交通流的预测)
按研究手段和方法来划分 1．传统交通流理论 ➢ 定义：传统交通流理论是指以数理统计和微积分等传统数学 和物理方法为基础的交通流理论。 ➢ 特点：交通流模型的限制条件比较苛刻、模型的推导过程比 较严谨、模型的物理意义比较明确！ ➢ 代表模型：交通流的统计分布模型、车辆的跟驰模型、车流 波模型、排队论模型。 ➢ 传统交通流理论在目前的交通流理论体系中仍居主导地位， 同时在应用中相对成熟。 2．现代交通流理论 ➢ 定义：指以现代科学技术和方法（如模拟技术、神经网络、 人工智能、控制论）为主要研究手段而形成的交通流理论。 ➢ 特点：模型和方法不追求严格意义上的数学推导，也没有明 确的物理意义，更重视模型/方法对真实交通流的拟合效果。 ➢ 应用范围：主要用于对复杂交通流现象的模拟、解释和预测 （最典型的是对短时交通流的预测）