高速公路混行交通流移动瓶颈随机扰动机理与实证研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    71861024
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    G0116.交通运输管理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

As the number of newly built and rebuilt expressway lanes increased to three lanes and above in China, the impact of the sudden changes of traffic flow characteristics and self-organization behavior on traffic flow itself have become increasingly serious. Therefore, it is more urgent to study the random disturbance phenomenon of moving bottleneck caused by unsettled conditions. In this research project, firstly, based on the measured data of the traffic, a multi-lane mixed traffic flow model is presented which accords with the traffic flow characteristics of expressway in China. Then, taking different types of drivers and moving bottlenecks as starting points, the formation mechanism of random disturbance under different conditions and its evolution laws in steady state and metastable state traffic flow are analyzed. Secondly, the functional relationship between the random disturbance amplitude and the phase transition probability as well as the reflection form of the phase transition in the fundamental diagram of the traffic flow are investigated; and then the relationship between the random disturbance and the critical characteristics of the traffic flow phase transition is explored to reveal the microscopic mechanism of the influence of random disturbance on the traffic flow. Finally, a controllability traffic flow experiment is conducted on a selected typical expressway section to find out the physical characteristics of spontaneous congestion and explore effective management control measures that can inhibit the generation and expansion of random disturbance. This research project complies with the main trend of the expressway great development in China, effectively fills the academic blank in the field of random disturbance and phase transition mechanism of traffic flow under non-objective conditions, and has theoretical and practical guiding significance on accelerating the construction of national traffic control network and the pilot of intelligent traffic.
随着我国新建和改建高速公路车道数增加至三车道及以上,交通流的特性突变及其自组织行为对交通的影响愈发严重,针对非固定条件引起的移动瓶颈随机扰动进行研究也更加迫切。首先,本课题基于交通实测数据,构建符合我国高速公路交通流特征的多车道混行交通流模型。然后,以不同类型驾驶员和移动瓶颈为切入点,分析不同条件下随机扰动的形成机理,及其在稳态、亚稳态交通流中的演化规律。其次,解析随机扰动幅度与相变概率间的函数关系及相变在交通流基本图中的反映形式;探究随机扰动与交通流相变临界特征间的关系,以此揭示随机扰动对交通流影响的微观机理。最后,选取典型路段开展可控性交通流实验,挖掘自发拥堵的物理特征,探索能抑制随机扰动产生及扩张的有效管控手段。本课题的研究顺应我国高速公路大发展的趋势,有效填补非客观条件下交通流随机扰动相变机理领域的学术空白,对加快推进国家交通控制网构建和智慧交通试点有一定的理论和实践指导意义。

结项摘要

随着我国新建和改建高速公路车道数增加至三车道及以上,交通流的特性突变及其自组织行为对交通的影响愈发严重,针对非固定条件引起的移动瓶颈随机扰动进行研究也更加迫切。首先,基于交通实测数据,在传统交通流基本图理论和三相交通流体系框架下建立了考虑驾驶员行为特征、移动瓶颈、特殊路段及新型智能网联环境下的单车道和多车道异质交通流模型。然后,针对不同驾驶员特性、网联车渗透比例、特殊路段条件造成的车流内部随机扰动形成和演化机理进行分析研究,探究了高速公路混行交通流中移动瓶颈带来的随机扰动对单车道及多车道交通流产生的影响。其次,对驾驶员特性进行进一步挖掘,针对不同类型的驾驶员在移动瓶颈影响范围内的驾驶行为,分析移动瓶颈带来的扰动在车流传播过程中的多样性特征,揭示移动瓶颈前后交通流的时空演化规律,以此揭示随机扰动对交通流影响的微观机理。最后,运用建立的元胞自动机等模型进行了交通流仿真实验,通过调研连霍高速公路等区段获取的实际数据,标定仿真实验所需要的交通流参数,仿真道路交通流的时空图、流量—密度关系图、速度—密度关系图,以及各自的临界特性,从而验证仿真模型的正确性,挖掘自发拥堵的物理特征,探索能抑制随机扰动产生及扩张的有效管控手段。本课题的研究顺应我国高速公路大发展的趋势,有效填补非客观条件下交通流随机扰动相变机理领域的学术空白,对加快推进国家交通控制网构建和智慧交通试点有一定的理论和实践指导意义。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
The Impact of Traffic Crashes on Urban Network Traffic Flow
交通事故对城市网络交通流量的影响
  • DOI:
    10.3390/su11143956
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Sustainability
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Junwei Zeng;Yongsheng Qian;Bingbing Wang;Tingjuan Wang;Xuting Wei
  • 通讯作者:
    Xuting Wei
考虑客流时变需求的大小交路列车时刻表优化模型
  • DOI:
    10.16097/j.cnki.1009-6744.2019.02.018
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    交通运输系统工程与信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    许得杰;巩亮;曾俊伟
  • 通讯作者:
    曾俊伟
An improved car-following model considering the preceding vehicle’s velocity feedback and desired inter-vehicle distance
考虑前车速度反馈和期望车距的改进跟车模型
  • DOI:
    10.1142/s0129183122500930
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International Journal of Modern Physics C
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Chengjun Kang;Yongsheng Qian;Junwei Zeng;Xuting Wei
  • 通讯作者:
    Xuting Wei
Land Transportation Accessibility and Urbanization Spatial Pattern Based on Coupling Coordination—Taking Chengdu-Chongqing Urban Agglomeration as an Example
基于耦合协调的陆路交通可达性与城镇化空间格局——以成渝城市群为例
  • DOI:
    10.1088/1755-1315/696/1/012035
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    IOP Conference Series: Earth and Environmental Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qi Wang;Yongsheng Qian;Junwei Zeng;Fan Yin;Leipeng Zhu
  • 通讯作者:
    Leipeng Zhu
Walkability Measurement of 15-Minute Community Life Circle in Shanghai
上海15分钟社区生活圈步行适宜性测量
  • DOI:
    10.3390/land12010153
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Land
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yue Yang;Yongsheng Qian;Junwei Zeng;Xuting Wei;Minan Yang
  • 通讯作者:
    Minan Yang

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其他文献

道路交通安全评价方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    物流科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曾俊伟;张锦龙;钱勇生
  • 通讯作者:
    钱勇生
Properties of train traffic flow in a moving block system
移动闭塞系统中列车交通流的特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王敏;曾俊伟;钱勇生;李文俊;杨芳;贾欣欣
  • 通讯作者:
    贾欣欣
高速公路交通事故影响区域交通流限速管控特征研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    公路工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈凯贤;曾俊伟;钱勇生;广晓平
  • 通讯作者:
    广晓平

其他文献

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钱勇生的其他基金

多车道条件下高速公路高密度异质交通流相变机制及优化控制研究
  • 批准号:
    52362047
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    31 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
三相混行交通流临界相变高阶模型与实证研究
  • 批准号:
    51468034
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    48.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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