变道交通流的运动波理论

高速公路合流、分流与交织区中频繁的变道会扰乱交通流，更糟的是会导致事故。本文提出一个简单模型，用于研究变道交通的瓶颈效应以及含变道区域的道路的总体交通动力学。基于观察：车辆在变道时会影响其当前车道与目标车道上的交通，我们提出通过引入一个新的变道强度变量来刻画这种横向相互作用。借助修正的基本图，我们能够研究变道交通对整体交通流的影响。此外，相应的交通动力学可用一个简单的运动波模型描述。对于位置相关的变道强度变量，我们讨论新模型的 Riemann 问题的运动波解，并引入一种供需法用于其数值求解。通过理论与实证分析，我们表明变道会对整体交通流产生显著的瓶颈效应。未来我们将研究不同道路几何、位置、入口/出口匝道流量以及交通状况下的变道强度。该新建模框架可有助于制定匝道控制与其他车道管理策略，以缓解变道的瓶颈效应。