可变限速控制下的城市快速路交通流混沌分析＊

谷 健 陈淑燕▲

（1.东南大学城市智能交通江苏省重点实验室 南京210096；2.东南大学现代城市交通技术江苏高校协同创新中心 南京210096）

0 引 言

在混沌系统中，初始条件的较小波动将导致结果较大的扰动，从而削弱系统的稳定性。交通流系统作为一类复杂的动态系统，通过分析交通流时间序列，能够在交通运行过程中识别混沌特征的存在，如J.E.Disbro［1］，D.S.Dendrinos［2］，X.Y.Zhang［3］，T.Li［4］，P.J.Shang［5］等人对此进行了深入研究。混沌特征会给交通流系统带来潜在的不稳定性，影响交通安全。因此，对于交通流混沌的控制成为热点，具体措施有很多，如可变限速控制。可变限速（variable speed limit，VSL）主要对车辆速度进行诱导与控制，从而改善速度离散性，维持交通流的稳定运行，达到减轻驾驶压力、提高道路交通安全的目的。在德国，VSL的应用表明道路通行能力提高了5%，交通事故数降低了37%；在英国，VSL的实施使得交通事故数减少了30%，二次事故也降低了40%左右［6－7］。VSL的实施不仅能够改善交通安全状况，对交通流的影响也以M.Parageorgiou等［8］为代表进行了研究。

VSL的实施从微观角度看会改变车辆行驶速度，从宏观角度看会改变交通流速度特征。在宏观交通流角度，对于可变限速实施效果的评价已有很多研究，但多基于传统交通流理论方法，缺少涉及交通流非线性特征、混沌特征等方面的效果分析研究；在微观角度，驾驶员在车辆驾驶过程中会对可变限速信息作出不同反应，学者们主要借助驾驶模拟器对不同情景下的驾驶行为进行研究，但这类研究更多关注个体，缺少从宏观角度考虑交通流特征的变化，需要进一步研究。……