اعمال روش پخش موج با دقت بالا در مدلسازی عددی جریان ترافیک کلان‌نگر براساس رفتار فیزیولوژیکی- روان‌شناختی

در این مقاله، یک نسخه اصلاح‌شده الگوریتم پخش موج مرتبه دوم نوع گودونو (godunov) با دقت بالا به منظور مدل سازی کلان نگر یک بعدی جریان ترافیک ارائه شده است. روش موردنظر یک مدل خوش توازن بوده و قادر به رفتار کردن مولفه های منبع در داخل تفاوت شارهای مجاور روش حجم محدود می باشد. علاوه بر این، روش موردنظر از نوعی سرعت تقریبی جدید ریمان برای پخش عددی در حل معادلات مشتق‌های پاره‌ای غیرخطی هذلولوی (hyperbolic) جریان ترافیک که پاسخ تحلیلی ندارند استفاده می‌نماید. عملکرد روش پیشنهادی با انتخاب دو مدل متداول پین- ویتهام (whitham) و مدل پین- ویتهام بر اساس رفتار توامان فیزیولوژیکی- روان‌شناختی راننده مورد ارزیابی قرار گرفته است، لذا مسئله ایست- و- حرکت جریان ترافیک، با چهار ناپیوستگی برای یک مسیر دایره‌ای با شرایط مرزی تناوبی انتخاب شد. در مقایسه الگوریتم پیشنهادی با تکنیک تجزیه رو که به طور معمول برای گسسته سازی مدل کلان نگر جریان ترافیک مورداستفاده است، تغییرات مکانی- زمانی دو متغیر سرعت و چگالی و پروفیل‌های مربوطه در زمان‌های مختلف ارائه گردید. نتایج مبین این مطلب است که الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با تکنیک تجزیه رو، پاسخ‌های قابل‌قبول سازگار و پایدار با رعایت خاصیت حفظ مقدار مثبت و کنترل خطای پخش عددی، خصوصاً برای مدل متداول در برآورد متغیرهای اساسی جریان ترافیک ارائه می ‌دهد. برای مدل متداول در مدت زمان شبیه سازی با استفاده از تکنیک تجزیه رو، علاوه بر چگالی های غیرمجاز، سرعت غیرممکن منفی 14 متر بر ثانیه مشاهده می شود، درصورتی که روش پیشنهادی در برآوردن خاصیت حفظ مقدار مثبت موفق عمل کرده است.

applying high-resolution wave propagation method in numerical modeling of macroscopic traffic flow based on driver physiological-psychological behavior

in this paper, a high-resolution version of the godunov-type second-order wave propagation algorithm (wpa) for one-dimensional macroscopic traffic flow modeling is presented. the method is a well-balanced model and is able to behave the source terms within the flux-differencing adjacent to the finite volume method. the defined numerical scheme utilizes the advantage of combination both approximate and exact riemann speeds which enables the method to avoid non-negative velocities. to the best of authors’ knowledge, no development of wpa with high-resolution for the common macroscopic payne- whitham (pw) model and its extended versions has taken place so far.