[發(fā)明專利]單向路網(wǎng)交通配流的電路模擬裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910028021.3
• 申請(qǐng)日: 2009-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN101477746A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任剛;張水潮;張磊;杜軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G09B25/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電路模擬裝置，尤其涉及一種單向路網(wǎng)交通配流的電路模擬裝置。

背景技術(shù)

路網(wǎng)上的交通配流是將出行起訖點(diǎn)對(duì)(OD?pair)之間的出行需求按照出行者對(duì)目的地和路徑的選擇原則分配到各條道路上以得到各路段的交通流量，從而復(fù)現(xiàn)實(shí)際的交通運(yùn)行狀況或者虛擬未來(lái)的交通運(yùn)行狀況的過(guò)程，旨在為路網(wǎng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理與優(yōu)化提供依據(jù)。

由于問(wèn)題的復(fù)雜性以及涉及未來(lái)交通狀況的預(yù)測(cè)，目前在科研與工程領(lǐng)域，交通配流過(guò)程一般借助交通分析模型通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)，本質(zhì)上屬于數(shù)字仿真。此類數(shù)字仿真方法盡管具有經(jīng)濟(jì)、靈活等優(yōu)點(diǎn)，但是建模與求解過(guò)程十分復(fù)雜，尤其缺乏物理仿真所特有的直觀、形象，不利于非專業(yè)人員掌握和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，根據(jù)單向路網(wǎng)與電路系統(tǒng)之間的相似原理，提供了一種簡(jiǎn)便易行且模擬的準(zhǔn)確性高的單向路網(wǎng)交通配流的電路模擬裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種單向路網(wǎng)交通配流的電路模擬裝置，包括路段組件及用于代表路段交叉口的交叉節(jié)點(diǎn)，所述的路段組件包括2組首尾相連的單向路段組件且以2組首尾相連的單向路段組件的連接點(diǎn)為路段組件兩端，路段組件設(shè)在代表同一路段兩端交叉口的兩交叉節(jié)點(diǎn)之間且路段組件的兩端分別與所述的兩交叉節(jié)點(diǎn)連接，所述的單向路段組件由內(nèi)置電源、二極管、非線性電阻及微型電流計(jì)串聯(lián)構(gòu)成，在能夠代表路網(wǎng)交通起訖點(diǎn)的交叉節(jié)點(diǎn)之間連接有恒流源。

本發(fā)明首先根據(jù)單向路網(wǎng)與電路系統(tǒng)之間的相似原理，設(shè)計(jì)出與單向路網(wǎng)中單向路段、起訖點(diǎn)對(duì)相對(duì)應(yīng)的電路組件，單向路段組件由電阻、內(nèi)置電源、二極管及電流計(jì)四類元件組成，起訖點(diǎn)對(duì)組件由恒流源組成，起點(diǎn)接恒流源正極、訖點(diǎn)接負(fù)極。再根據(jù)單向路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在面包板上用導(dǎo)線將上述元件連接構(gòu)建出完整的電路網(wǎng)絡(luò)。最后接通電源待電路穩(wěn)定后，便可根據(jù)電流計(jì)的示數(shù)得到各條路段的交通流量、流向，并通過(guò)測(cè)量電阻兩端電壓得到路段行程時(shí)間。

所述電阻由不同成分、不同配比及不同結(jié)構(gòu)的合金材料制成，調(diào)整合金材料的成分、配比及結(jié)構(gòu)來(lái)控制電阻的電壓-電流特性，并配合內(nèi)置電源，使電壓-電流特性與對(duì)應(yīng)路段的行程時(shí)間-交通流量特性一致。二極管用于限定電阻電流的流向，電流計(jì)用于讀取流經(jīng)導(dǎo)體的電流值以及電流的方向。

本發(fā)明簡(jiǎn)便易行，模擬裝置制作方便，操作簡(jiǎn)單，方法直觀、形象，便于各類人員理解和應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1是路段組件示意圖；

圖2是起訖點(diǎn)對(duì)組件示意圖；

圖3是模擬裝置器材示意圖；

圖4是實(shí)施例對(duì)應(yīng)的路網(wǎng)圖；

圖5是實(shí)施例對(duì)應(yīng)的電路圖。

圖中：電阻1??內(nèi)置電源2??二極管3??微型電流計(jì)4??單向路段5??路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)6??出行起點(diǎn)7??出行訖點(diǎn)8??恒流源9??恒流源正極10??恒流源負(fù)極11??面包板12??導(dǎo)線13

具體實(shí)施方式

一種單向路網(wǎng)交通配流的電路模擬裝置，包括路段組件I及用于代表路段交叉口的交叉節(jié)點(diǎn)II，所述的路段組件I包括2組首尾相連的單向路段組件且以2組首尾相連的單向路段組件的連接點(diǎn)為路段組件兩端，路段組件I設(shè)在代表同一路段兩端交叉口的兩交叉節(jié)點(diǎn)之間且路段組件I的兩端分別與所述的兩交叉節(jié)點(diǎn)連接，所述的單向路段組件由內(nèi)置電源2、二極管3、非線性電阻1及微型電流計(jì)4串聯(lián)構(gòu)成，在能夠代表路網(wǎng)交通起點(diǎn)10、訖點(diǎn)11的交叉節(jié)點(diǎn)之間連接有恒流源9。

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

1、利用電路系統(tǒng)模擬單向路網(wǎng)交通配流的原理

在電路網(wǎng)絡(luò)中，電流表征的是電子的流動(dòng)；在交通網(wǎng)絡(luò)中，交通流量表征的是車輛的流動(dòng)，兩者存在著極大的相似性，因此可用電流來(lái)比擬交通流量。相關(guān)資料表明，部分合金材料導(dǎo)體兩端的電壓隨著電流的增大而出現(xiàn)非線性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，而路網(wǎng)中的交通阻抗使得路段行程時(shí)間隨路段流量增長(zhǎng)而呈非線性增長(zhǎng)(即道路擁擠效應(yīng)，通常用BPR函數(shù)描述)，這兩種非線性特征相似，故電阻與交通阻抗、電壓與行程時(shí)間也可一一對(duì)應(yīng)。

電路網(wǎng)絡(luò)中恒流源的正極和負(fù)極分別與單向路網(wǎng)中出行起點(diǎn)和訖點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，恒流源的電流值對(duì)應(yīng)起訖點(diǎn)對(duì)之間的出行量。在電路穩(wěn)定之后，導(dǎo)體中的電流具有確定的方向(即單向性)，且連接恒流源正極與負(fù)極之間的各條連通路徑上的電壓降相等。對(duì)于單向路網(wǎng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交通流達(dá)到平衡后，路段上的交通流具有確定的方向，且起訖點(diǎn)對(duì)之間的各條連通路徑上的行程時(shí)間相等。因此，電路中的電流分配過(guò)程與路網(wǎng)中的交通配流過(guò)程以及它們的平衡條件也是相似的。