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随着经济的迅猛发展,交通的相对落后已经成为其发展很大的制约因素。交通堵塞不仅浪费了人们宝贵的时间和金钱,它所造成的环境污染也越来越严重。因此如何充分有效的利用交通资源,以科学的理论来指导交通优化,成为迫切需要解决的问题,这也是交通流理论研究的必要性所在。
本文所进行的研究是基于一类由一个常微分方程和两个偏微分方程组成的非线性模型。首先,通过周期性边界条件假设,用Galerkin截断法取其四阶以下模态,将模型简化为由六个常微分方程所构成的简化模型。对此截断后模型进行了平衡态的稳定性分析,从而得出了分岔点的参数值。其次,对一阶到四阶截断后的模型进行了数值仿真及对比分析得出,平均密度的值随着截断阶次的增加在不断减小,平均流量的值随着截断阶次的增加在不断增加;截断后的密度、流量和速度波的幅值随着截断阶次的增加在不断的减小,且呈现J下弦谐波的同相位叠加特性,随着截断阶次的增加堵塞模态越来越趋向于方波。最后,在四阶截断模型中加入谐波幅值反馈控制、谐波幅值平方反馈控制、平均流量反馈控制和平均密度反馈控制,通过选择适当的反馈增益,四种反馈控制都能对交通流堵塞起到调节作用,但是不能达到完全控制的目的,并且谐波幅值控制的调节作用最好,谐波幅值平方控制次之,平均流量控制最差。