交通流流体力学格子模型建模及仿真研究

交通流模型是智能交通系统、交通管理和控制等领域的应用基础，对丰富现代交通流理论体系具有重要的意义。本书提出了几种符合现代交通实际的交通流模型，并进行了系统理论分析和数值模拟，研究了交通流中各种非线性现象。本书主要研究内容和成果表现在交通流模型综述、数据挖掘和宏观交通流建模等方面。
本书适合作为交通流和交通控制领域的相关研究人员和学生参考用书。

交通流模型是智能交通系统、交通管理和控制等领域的应用基础，对丰富现代交通流理论体系具有重要的意义。《交通流流体力学格子模型建模及仿真研究》提出了几种符合现代交通实际的交通流模型，并进行了系统理论分析和数值模拟，研究了交通流中各种非线性现象。《交通流流体力学格子模型建模及仿真研究》主要研究内容和成果表现在交通流模型综述、数据挖掘和宏观交通流建模等方面。《交通流流体力学格子模型建模及仿真研究》在分析和评述各种现有交通流模型的基础上，深入研究流体力学格子模型，考虑下游交通状态、驾驶员预估和反应异质性对上游交通流当前及未来的交通状态的的影响，提出了更加适应我国城市交通未来发展的新的交通流模型，为智能交通管理系统、车联网系统和自动驾驶系统等方面的进一步研究和应用提供参考。
《交通流流体力学格子模型建模及仿真研究》适合作为交通流和交通控制领域的相关研究人员和学生参考用书。

黎小琴
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控制科学与工程博士，副教授，国家 级一流本科课程和湖南省一流线上线下混合式课程《数字图像处理》负责人、湖南省精品在线开放课程《数字图像处理》负责人，电子科学与技术湖南省一流本科专业建设点主要成员、湖南省光电信息虚拟仿真实验教学中心主要成员，先后参与和承担了国家自然科学基金项目、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅科学研究项目6项，相关成果发表在Physica A、Journal of Vibration and Control等国际知名学术刊物上。

目 录
第1章　绪论 1
1.1　课题研究背景及意义 2
1.2　课题研究现状与分析 6
1.3　本书主要研究内容 10
1.4　本书研究方法及路线 13
1.5　本书的结构安排 14
第2章　交通流模型 19
2.1　引言 20
2.2　基本图理论 21
2.3　交通流微观模型 26
2.3.1　跟驰模型 30
2.3.2　元胞自动机模型 37
2.4　交通流宏观模型 38
2.4.1　运动波模型 40
2.4.2　高阶连续介质模型 42
2.4.3　速度梯度模型 43
2.4.4　多类别多车道运动波模型 44
2.4.5　流体力学格子模型 45
2.5　交通流介观模型 48
2.6　本章小结 52
第3章　考虑激进驾驶特性的单车道流体力学格子模型 53
3.1　引言 54
3.2　单车道流体力学格子模型 55
3.3　单车道DALH模型的提出 59
3.4　DALH模型的稳定性分析 63
3.5　DALH模型的非线性密度波分析 66
3.5.1　密度波分析方法 67
3.5.2　模型的非线性分析和mKdV方程 69
3.5.3　数值模拟与密度波仿真 73
3.6　本章小结 78
第4章　考虑多倍优化流差预估效应的单车道流体力学
格子模型 81
4.1　引言 82
4.2　单车道SMOCDA模型的提出 83
4.3　SMOCDA模型的线性稳定性分析 88
4.4　SMOCDA模型的非线性密度波分析 90
4.4.1　模型的非线性分析和mKdV方程 90
4.4.2　数值模拟与密度波仿真 96
4.5　本章小结 102
第5章　考虑多倍优化流差预估效应的双车道流体力学
格子模型 105
5.1　引言 106
5.2　双车道流体力学格子模型 106
5.3　考虑多倍优化流差预估效应的双车道流体力学
格子模型 111
5.3.1　双车道流体力学格子模型的提出 112
5.3.2　稳定性分析 115
5.3.3　非线性分析与mKdV方程 119
5.3.4　非线性密度波全局仿真 123
5.3.5　车流密度变化局部仿真 134
5.4　本章小结 140
第6章　结论与展望 143
6.1　主要结论与创新点 144
6.2　研究展望 146
参考文献 147