闫海兰

（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州，730060）

0 引言

城市道路的纵向结构根据车流运行特征及路面车道组织管理方式，可分为基本路段、入口下游的合流路段、出口上游的分流路段[1][2]。简单绘制城市道路拓扑结构如下图1所示。但快速路“不快”已经成为居民被迫接受的事实。交通拥堵造成严重的经济损失。据统计，交通要道上因堵车耽搁的时间每年达50亿小时，造成的经济损失每年超过1000亿美元。并且混乱和拥堵的交通更可能频繁的发生交通事故。其中道路拥堵的不利条件（恶劣天气、交通事故等）是影响交通拥堵及安全的重要因素[3]。可以通过对历史经验的分析，基于实时数据信息，更精确的预测和更快速的掌握交通不利条件造成的拥堵。交通管理部门可参考这些信息针对性的采取措施，来降低交通拥堵。因此，本文基于元胞传输模型构建城市路网模型，以城市道路的实际交通不利条件为出发点，利用仿真分析研究其交通拥堵形成和消散过程。

图1 快速路拓扑结构示意图

1 元胞传输模型简介

针对传统流体动力学模型的求解问题，Daganzo[4][5]提出了元胞传输模型（CTM）。在基本路段上LWR模型[6][7]中提出其交通流满足如下守恒关系：

该方程即为Daganzo提出的离散化的流量传输守恒模型，即CTM模型。将CTM应用在交通拥堵和消散调控上的优点为：可相对准确的描述交叉口的驾驶行为和车流状态，网络的详细描述及多车道网络逆流对后续车流的影响，节点的供需关系描述和流量守恒，能真实刻画拥堵产生极其消散。……