Global stability and bifurcation of macroscopic traffic flow models for upslope and downslope

鞍结分岔 霍普夫分叉 分叉 数学 跨临界分岔 无限周期分岔 分岔图 极限环 机械 干草叉分叉 流量(数学) 分叉理论的生物学应用 非线性系统 物理 几何学 数学分析 极限(数学) 量子力学
作者
Bingling Cen,Yu Xue,Yanfeng Qiao,Yi Wang,Wei Pan,Hong-di He
出处
期刊:Nonlinear Dynamics [Springer Nature]
卷期号:111 (4): 3725-3742 被引量:5
标识
DOI:10.1007/s11071-022-08032-y
摘要

A macro-continuum model of the traffic flow is derived from a micro-car-following model that considers both the upslope and downslope by using the transformation relationship between macro- and micro-variables. The perturbation propagation characteristics and stability conditions of the macroscopic continuum equation are discussed. For uniform flow in the initial equilibrium state, the stability conditions reveal that as the slope angle increased under the action of a small disturbance, the upslope stability increases and downslope stability decreases. Moreover, under a large disturbance, the global stability analysis is carried out by using the wavefront expansion technique for uniform flow in the initial equilibrium state. For the initial nonuniform flow, nonlinear bifurcation analysis such as Hopf bifurcation and saddle–node bifurcation is carried out at the equilibrium point. Subcritical Hopf bifurcation exists when the traffic flow state changes; thus, the limit cycle formed by the Hopf bifurcation is unstable. And the existence condition of saddle-node bifurcation is obtained. Simulation results verify the stability conditions of the model and determine the critical density range. The numerical simulation results show the existence of Hopf bifurcation in phase space, and the spiral saddle point of saddle-node bifurcation varies with the slope angle. Furthermore, the impact of the angle of both the upslope and downslope on the evolution of density waves is investigated.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
李大王完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
xiaorui完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
凳凳子完成签到,获得积分10
2秒前
sun完成签到,获得积分10
3秒前
CACT完成签到,获得积分10
4秒前
苽峰完成签到,获得积分10
4秒前
沈剑心发布了新的文献求助10
4秒前
Hello应助WT采纳,获得10
5秒前
王木木完成签到 ,获得积分10
5秒前
白色蒲公英完成签到,获得积分10
5秒前
昏睡的翩跹关注了科研通微信公众号
5秒前
乐可乐完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
仓促过客发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ilk666完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
邢哥哥发布了新的文献求助30
10秒前
bigxianyu完成签到,获得积分10
10秒前
小雨完成签到,获得积分10
11秒前
不知所措的咪完成签到,获得积分10
12秒前
加加林发布了新的文献求助10
13秒前
KevinT应助yang采纳,获得30
13秒前
可爱半山完成签到 ,获得积分10
13秒前
酷波er应助o海边风o采纳,获得30
14秒前
14秒前
sui完成签到,获得积分10
15秒前
aaaaa发布了新的文献求助10
16秒前
呆鹅喵喵完成签到,获得积分10
20秒前
WY完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
Ammon完成签到,获得积分10
23秒前
姜惠完成签到,获得积分10
23秒前
LiHongXi完成签到 ,获得积分10
24秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
24秒前
陈花蕾完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
是谁还没睡完成签到 ,获得积分10
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5733271
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5347662
关于积分的说明 15323495
捐赠科研通 4878407
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2621220
邀请新用户注册赠送积分活动 1570329
关于科研通互助平台的介绍 1527224