交通流混沌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象研究.pdf

1、交通系統(tǒng)是個非常復(fù)雜的巨系統(tǒng),而組成系統(tǒng)的各元素之間又存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系,這就必然導(dǎo)致一些混沌現(xiàn)象的產(chǎn)生,如擁擠的道路上車輛時走時停；交通事故導(dǎo)致的交通堵塞等等.解決這些問題,單靠傳統(tǒng)的理論方法,是難以為繼的.混沌理論是一種解決非線性問題重要的、行之有效的理論方法,它為我們認(rèn)識和把握交通流中復(fù)雜現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律,提供了新的方法和途徑. 交通流中存在混沌現(xiàn)象,這一事實已經(jīng)被一些學(xué)者研究并從多角度所證實. 交通流的混沌運(yùn)

2、動和規(guī)則運(yùn)動并不是截然分開的,從有序到混沌、再從混沌到有序,是交通流中普遍存在的一種形式.本文在總結(jié)了國內(nèi)外交通流混沌理論研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對交通流混沌現(xiàn)象的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究,同時對交通流混沌的轉(zhuǎn)化機(jī)理、轉(zhuǎn)化的影響因素進(jìn)行了分析.主要內(nèi)容如下: 首先,提出了一種基于最大Lyapunov指數(shù)的快速判別交通流混沌的改進(jìn)算法；并應(yīng)用這種改進(jìn)算法研究了跟馳模型產(chǎn)生的理論交通流、道路實測交通流和微觀交通仿真交通流等三種不同類型交通流中的混沌

3、存在性問題.結(jié)果表明:這種改進(jìn)的算法大大減少了計算量和人為因素的影響,提高了Lyapunov指數(shù)的計算精度；同時得出了交通流有序運(yùn)動中存在交通流混沌的結(jié)論. 其次,研究了跟馳模型產(chǎn)生的理論交通流從有序運(yùn)動到混沌運(yùn)動、從混沌再到有序運(yùn)動以及混沌與混沌之間的轉(zhuǎn)化過程,結(jié)果表明:交通流混沌產(chǎn)生的過程是一個由發(fā)散到收斂的過程；交通流有序運(yùn)動和混沌運(yùn)動之間是相互轉(zhuǎn)化的；交通流混沌存在混沌吸引子,混沌吸引子是交通流發(fā)散和收斂的中介,是混沌和

4、有序之間的一種狀態(tài)；交通流混沌是由若干個小的交通流混沌組成的,交通流混沌之間也是相互轉(zhuǎn)化的. 第三,給出了交通流無序的定義；提出了交通流無序度量方法；研究了跟馳模型產(chǎn)生的理論交通流的無序運(yùn)動與有序運(yùn)動之間的轉(zhuǎn)化過程；提出了交通流灰色關(guān)聯(lián)熵模型,并應(yīng)用該模型對交通流無序轉(zhuǎn)化過程作了分析.結(jié)果表明: 交通流無序轉(zhuǎn)化過程中存在交通流混沌現(xiàn)象,但其轉(zhuǎn)化過程并不等同于交通流混沌運(yùn)動的轉(zhuǎn)化過程；交通流從無序運(yùn)動轉(zhuǎn)化為有序運(yùn)動的必要條