基于多國實測數據下的交通流模型對比研究

劉張琦， 謝耀華， 李寶路， 劉志廣， 徐志剛

(1.長安大學 信息工程學院， 西安 710064； 2.招商局重慶交通科學研究院有限公司， 重慶 400067)

交通流模型的研究將為交通設施的規劃、設計、管理和控制理論提供重要的理論支撐。應用交通流理論的模型和方法，可分析各類道路設施在不同服務水平下的通行能力，預測交通流在道路網絡上的時空演化特征[1]。前者是道路交通規劃與設計所需要的基本參數，后者為交通流實時預測與控制提供關鍵技術。

速度-密度關系圖、速度-流量關系圖和流量-密度關系圖作為交通流基本圖的關鍵，是研究交通流模型特性和分析交通流模型理論的基礎。在Greenshields模型提出后的85年里，為了滿足不斷更迭的不同交通狀態的需求，各國學者陸續提出了一系列交通流模型。為檢驗各交通流模型對交通狀態的描述精度，本文利用中國西安市南二環長安大學本部南門口監控下的路段數據(簡稱中國CHD數據)、德國HighD數據和美國PeMS實測數據對Greenshileds模型、Greenberg模型[2]、Underwood模型[3]、Newell模型[4]、S3模型[5]進行擬合，根據擬合結果驗證各模型的適用性。

1 交通流基本參數

流量、密度和速度是交通流的3個基本參數。密度指某瞬時單位長度內的車輛數[6]，而流量指單位時間內通過道路某一截面的車輛數[7]。速度可利用車輛通過連續斷面的時間差進行計算[8]。

2 交通流模型

交通流模型是描述交通流三參數之間關系的基礎理論與方法，通過定量分析流量、速度以及密度之間的關系，描述并解釋實際交通的基本性質和運行規律?！?br>