交通流理论是运用数学、物理学和力学方法描述交通流特性的一门边缘学科,阐述交通现象形成的机理,使城市道路与公路的规划设计和营运管理发挥最大的功效。在中国道路系统中,特有的混合交通流形态与道路格局形态,使得国外的交通流理论与方法并不能完全适用。因此,针对中国混合交通流的特点,研究不同车型相互混杂的作用机理,建立描述混合交通流的动力学模型,求解混合交通流基本参数之间的关系,探讨影响通行能力的因素,对提高混合交通流的可控性,改善日益恶化的交通状况具有重要的理论意义。 本文采用动力学的建模方法,建立了交通流的动力学模型;引入超车换道流量解动力学模型,建立了混合交通流参数之间的关系;引入匝道流量解动力学模型,建立了匝道连接点交通流参数之间的关系;运用采集的实测数据和HCM的经验公式验证所建立的交通流参数之间的关系。具体工作如下: (1)从构成交通流的基本要素人(行人、驾驶员)、车(车辆)、路(道路)三个方面,综合分析混合交通流的形成机理;认为混合交通流现象将会长期存在。 (2)提出了标准车的选择原则;定义并计算了微观车辆折算系数、聚类车辆折算系数和宏观车辆折算系数。 (3)分析了传统车辆跟驰模型的局限性,指出了线性模型推导过程中的缺陷。借助时空平面,建立了两车以相同速度匀速行驶、后车速度小于前车速度匀速行驶以及后车速度大于前车速度匀速行驶,三种跟驰状态的车辆跟驰模型。以此为基础建立了相应的速度一间距关系和车辆追尾模型。 (4)构建动力学模型:引入超车换道流量和匝道流量,建立了交通流的连续性方程:通过对交通流参数的微分变换,建立了交通流的运动微分方程。将动力学模型与流体力学比拟,提出粘性阻力及粘性阻力系数。定义来自下游交通波的干扰为交通流的粘性。波速与最大波速之差定义为沿程粘性阻力系数;波