q = k · u
qmax @ k = kj/2
用格林希尔兹、格林伯格、安德伍德三个模型实时绘制交通基本图。通过流量-密度、速度-密度、速度-流量三个标签页图表和车辆动画,直观理解堵车发生机制。
工业实际应用案例
汽车行业在ETC收费站最优配置设计和自动驾驶车辆的车间距控制算法开发中,利用流量-密度关系的实时可视化来识别堵车发生的阈值。物流行业将LWR基本图的速度-流量图表融入配送路线规划,以提高高峰时段配送效率。
研究和教育应用
在交通工程课程中,学生通过操作格林希尔兹、格林伯格、安德伍德模型,直观学习堵车的物理机制。研究中用于交通流稳定性分析和可变速度限制等新交通管制手法的效果验证。
与CAE分析的关联
本模拟器定位为大规模交通模拟(SUMO、Vissim等)的前期工具。道路设计顾问利用它进行交叉口改造方案的初步评估,在进行详细3D模拟前先从基本图快速筛选堵车风险,既降低计算成本又迅速验证设计合理性。
容易误认为"交通基本图形状对每条道路固定不变",但实际参数(自由流速度、饱和密度等)的设定会大幅改变曲线形状。同一道路也会因时间、天气而改变实际参数,所以基本图只是"特定条件下的近似",而非绝对关系。
常常以为"堵车只在高密度区发生",但LWR理论中同一密度可以有两种状态:"自由流"和"堵车流"。特别是在速度-密度图上,中等密度时速度会急剧下降的过渡区,小的外扰就能引发急剧堵车。
易误解"车辆动画就是实际交通流的再现",但本模拟器基于连续体模型的近似,未反映驾驶员反应延迟或车间距变化等微观行为。应将其作为理解宏观趋势的工具来使用。
以首都高速实测数据为例:自由流速度100km/h、自由流密度30台/km、阻塞速度-20km/h、阻塞密度180台/km时,最优密度约60台/km,最大流量3000台/h。当前速度80km/h、密度75台/km时,当前流量达6000台/h,表示系统饱和(接近最大流量)。切换为格林伯格或安德伍德模型,同样输入条件下基本图形状会改变,堵车预测精度提高。