[学习讨论]－黄海军教授的报告《城市交通流研究的现状与趋势》！

水寿松

[这个贴子最后由水寿松在 2004/06/24 09:51pm 第 1 次编辑]


上述附件是国家自然科学基金委管理学部常委副主任黄海军教授在“第四届交通运输领域华人学者国际会议”上作的第八个大会报告——《城市交通流研究现状与趋势》！

水寿松

会下，偶与黄教授讨论了三个方面的内容：
首先第一个问题是关于报告上提到的所谓“小世界”的称呼？
报告的第23页，内容如下：

(II)网络交通流，从道路交通流发展而来，更具挑战性，更具现实意义。
城市交通网络是由节点通过有限长度的道路连接而成的，它是一个复杂、开放、自适应和具有突变特征的系统，具体某条道路上的交通流具有前面介绍的小世界特征，而整个网络的特性却不等于小世界的简单之和。

对于上面的那段话“具体某条道路上的交通流具有前面介绍的小世界特征，而整个网络的特性却不等于小世界的简单之和。”很少见诸于纸端，尤其是这个“小世界”是什么意思，报告前面部分没有给出定义，此处也没有阐述，另外到底什么叫“整个网络的特性却不等于小世界的简单之和”，这似乎说的是不成线性关系一样！
黄海军教授本人对我解释说，他的这个“小世界”意思是指：道路交通流研究中的三种建模方法：跟弛模型、元胞自动机模型和连续流模型这三种模型只是一个很小范围的研究对象，如果是在研究网络交通流，那么就不能继续使用这些模型方法来研究了，这就叫“整个网络的特性却不等于小世界的简单之和”！
这确实是我第一次听到这么解释“小世界”含义的！不知大家有何异议？

水寿松

[这个贴子最后由水寿松在 2004/06/24 09:58pm 第 2 次编辑]

第二个问题是关于报告中黄教授做的利用姜锐模型模拟快慢两个车道的波速变化，结论中怎么会有波速为负的结果？（报告的第22页，内容见上）
黄海军教授没有给出我一个明确的答复，只是说明了，利用姜锐模型算出密度的变化后，再带入公式算出波速。
我是这样认为的，首先姜锐的模型是各向异性模型，当波速取正值时，其方程可以化为守恒型方程，采用通用的差分格式，如LW格式或是符合交通流意义的格式均可以得出正确的结论！另外的两种各向异性连续交通流模型－AW模型和薛郁模型中波速均为函数，很难化为守恒型方程，目前对于这类方程的计算理论（数值模拟）尚需进一步的研究，个人认为采用高精度高分辨率的格式，比如WENO、紧致格式模拟的结果还可信，接近正确的结果！
另外一点尚需注意的是，我们通常定义的“波速”是向后传播的，或者是说向上游传播的，为正值！如果为负，就是向前传播，向下游传播，就是典型的“后车影响前车”了（这里是没有超车因素的），这点必须提醒！
以上两点一说明，可能大家都明白我想说什么了！
见上图，结论中既有波速小于零的结果，也有波速时而为正时而为负的结果，实在是令人怀疑的结论啊！
由于没有见到对于此工作的详细情况，不能了解的更加细致，不能说这个结论就是错的，不过至少我认为这个结论是值得怀疑的，大家以为何？

水寿松

第三个和黄海军教授讨论的是关于网络交通流的运行机理方面的问题。
在报告中，黄教授对于网络交通流的形成机理进行了综述，但是基本上没有对网络交通流运行机理方面内容的介绍，请教黄教授这个问题，得到的答复就是：目前在这个方面的工作基本上很少，或者是没有开展很多，重点仍然是网络交通流的形成机制和机理的研究，包括静态网络交通流的分配和动态网络交通流的分配，都是研究网络流的解析模型和算法的！
本人以为，研究网络交通流的解析模型和算法，这些仍然可以算作是运筹学的范围，因为这些抽象的模型往往是数学规划的形式，利用求解线性、非线性规划，最优化理论的知识进行分析解决，结合了实际交通的复杂因素，引入符合实际交通规律的、复杂性的指标进行了求解，都是希望求出的结果是最优的、唯一的！
但实际上，每天的网络交通流的形成和运行都是无法重复和还原的，对于这个复杂系统而言，基本不可能存在什么唯一解，或是最优解！往往适当的解就是符合的，那么结合用户最优（均衡）和系统最优的策略进行混合性的分析和求解，是否可以得到一个满意的结论呢？答案未知！
网络交通流的运行机理，比如拥挤的形成和消散，实际交通流量的网络分配与期望的网络流模型的结果是否符合研究成果甚少，主要还是依靠直接数值模拟的手段进行！
不知大家在这个方面是否感兴趣，欢迎讨论一下！

tangtieqiao

对上述第二个问题我有以下看法：
    我们知道kinetic wave speed是流量函数对密度的导数，而由于流量作为密度的函数是凹的，这就可以得到kinetic wave speed作为密度函数同样是递减函数，从这个角度可以说明kinetic wave speed可能出现负值，我们在这里不是从波的传播方向来讨论这个问题，而是从交通流拥挤程度来解释kinetic wave speed为负值的现象，kinetic wave speed为正或负是说明交通拥挤的拥挤状况，当它为正时说明交通状况良好，而且其值越大越时交通流状况越好，即越不拥挤，而它为负时说明交通状况比较拥挤，而且其绝对值越大越时交通越拥挤。

水寿松

欢迎 tangtieqiao 参与讨论，这是你做的工作，当然是最清楚的！
其实倒不是波速的问题，是我不清楚这个工作的具体研究过程！
我前面就说过，由于我不知道具体的工作，所以无法讨论，比如两个车道你是分别用姜锐模型算嘛？怎么耦合？亦或是两个车道是用一个姜锐模型算的？
这个具体的过程不清楚，我想别人也是无法进行更有效的讨论的，你说呢？

tangtieqiao

我刚刚入门呀，所以有许多东西还得请教各位专家，希望能得到各位专家的指导。

水寿松

这里大牛是有滴，很可惜偶不是！
提供这个论坛就是想搞交通流的国内研究人员可以打破地域的限制，交流一下思想和看法，讨论一些问题，专家不专家的不是紧要的吧？
对你做的快慢车道的内容想知道一些大概情况，比如两个车道你是分别用姜锐模型算嘛？怎么耦合？亦或是两个车道是用一个姜锐模型算的？如果清楚了，那么上面那些结论就可以看的更加明白了，如何？

tangtieqiao

对dq/dk的讨论，我们知道只要流量-密度函数是一个凹函数，则dq/dk是就可以为正也可以为负，我们通常将为正的dq/dk叫做kinetic wave speed，而对为负的情形当目前为止并没有给出一个具体的名词，由于当时黄老师的ppt只是初稿，所以将它都称之为kinetic wave speed。黄老师的报告中只是讨论了当给密度的一个较小扰动时（见附件）dq/dk的变化规律，大家知道如果要对一个函数进行深入研究的话，至少我认为除了对其本身进行研究之外还要对其一阶导数、二阶导数等高阶导数进行研究，由于黄老师的报告速度-密度函数是采用Greenshield函数形式，这样流量-密度函数就是一个二次函数了，所以它的二阶导数为0了，因此在他的报告中仅仅分析了dq/dk在密度的扰动下的变化规律。最后，如果有谁对我的解释有意见欢迎大家继续与我讨论，同时我希望大家一起来给dq/dk为负时取一个合理的名字。

小妖

这样的讨论有什么意义？？
看了一下tangtieqiao 说的内容，你把波速度搞混了，和特征速度混淆了，波速度可以表现为特征速度，有的时候是激波速度，这两者还是有区别的！
另外，似乎黄海军教授报告的一些相关内容工作是你做的？？水版主好像知道，所以让你详细讲一讲具体做的过程，如：两个车道你是分别用姜锐模型算嘛？怎么耦合？亦或是两个车道是用一个姜锐模型算的？等等。
我是这样认为的，如果你不把姜锐模型写成守恒形式来加以讨论，什么波速啊，扰动传播速度啊，这样的讨论有何意义？就如三楼的图片所示，C（10）和C（20）到底是什么？我们都不清楚，怎么算的，我们同样也不清楚，讨论这个干吗？？
一孔之见，还望指正！

tangtieqiao

交通动力波本质上是非线性的,连续性方程揭示它的传播规律.若车流密度小于临界密度,则动力波沿高速公路交通流正向传播,高速公路交通流处于稳定态,运行通畅;反之,动力波反向传播,高速公路交通流处于不稳定态,将出现拥堵[6,7,16].
[6] FerrariP.Theinstabilityofmotorwaytraffic.Transp.Res,1994;28B(2):175～186；
[7] Lighthill M J,Whitham G B. Flood movement in long rivers. Proc. Roy. Soc., 1955; 229A:281～345；
[16]　Papageorgiou M. Applications of automatic control concepts to traffic flow modeling and control. NewYork:Springer-Verlag,1983

cscuwy

斑竹，能否再提供“第四届交通运输领域华人学者国际会议的演讲稿“下载，不好意思，看到消息太晚，谢谢！

itslu

关于黄老师提出的“整个网络的特性不等于小世界的简单之和”，这与系统科学的观点是一致的啊，系统不等于各组成部分之和。黄老师PPT中提到的应用姜锐模型作出的结果，是用什么软件作出的啊？谢谢！

tangtieqiao

我们采用Matlab写程序

hxwfirst

楼主能否把讨论的一些资源传上来,更方便 讨论