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达西定律在道路交通流动力模型研究上的应用〔摘要〕为明确影响道路交通车辆流动的因素，改善交通状况，受流体力学中达西定律的启示，建立交通状况影响因素的数学模型，确定道路交通状况受到道路粘性、速度渗透性、道路宽度范围、相邻街道路况差距、社会发展外在压力等因素的影响，并分析其对道路交通流的影响效果。以此为基础，构建促进道路车辆流动的动力模型，分析驱动力对影响因素的作用机制及模型的应用前景。〔关键词〕道路交通流达西定律动力模型影响因素驱动力道路交通流在街道内外的流动具有重要的意义。在组织内部，道路交通流促进道路的顺畅，对于提高城市运输能力、道路改革等有极大的促进作用。１达西定律达西定律又称线性渗流定律，是指流体在多孔介质中遵循渗流速度与水力坡度呈线性关系的运动规律，反映水在岩土中渗透的线性关系，是法国水利工程师亨利·达西于１８５６年总结得出的渗流水头损失与渗流流速、流量之间的基本关系式［８］：ｈｗ表示两断面水头损失；Ｊ为水力坡度。若两断面间距为ｄｌ，其间的总水头损失为ｄｈｗ，总水头差为ｄＨ。其中，Ｑ为单位时间通过的水量，即渗流量；ｋ为渗透系数，反映孔隙介质透水性能的综合系数；Ａ为渗流经过水断面的面积；ｄＨ为两渗透过水断面上的水头Ｈ１与Ｈ２的差值，即总水头差。由公式（３）可知，单位时间通过的水量与渗透系数ｋ成正比，与渗透过水断面的面积Ａ成正比，与两渗透过水断面上的水头Ｈ１与Ｈ２ｌ表示水力坡度，即在既定长度上两水头压力的变化，因此，又可表示为ｄＨ／ｄｌ＝（Ｈ１－Ｈ２）／Ｌ＝ΔＨ／Ｌ。达西定律原理如图１所示：由图１可知，２基于达西定律的道路交通流影响因素数学模型的构建２．１基于达西定律的道路交通流影响因素的数学模型道路交通流是一个不断变化转换的流动过程，具有流体的性质。引入道路粘性，建立道路交通流影响因素的数学模型，以分析各因素对道路交通流动效果的影响：公式可表示成Ｑ＝Ｆ（ｋ，μ，Ａ，ΔＨ，Ｌ），Ｑ是ｋ、μ、Ａ、ΔＨ、Ｌ的函数。Ｑ代表交通流量大小，ｋ代表速度渗透性、μ代表道路粘性、Ａ代表道路宽度范围、ΔＨ代表社会发展外在压力、Ｌ代表相邻街道路况差距。从公式可知，速度渗透性ｋ、街道宽度范围Ａ与交通流量大小Ｑ成正比，即速度渗透性好，街道宽度大，道路车辆的流动效果好。道路粘性μ和相邻街道路况差距与交通流量成反比，即道路粘性程度高、相邻街道路况差距大，交通流量小。外在压力ΔＨ应保持适度水平，过大导致交通拥挤，过小则浪费资源，影响城市发展。２．２基于达西定律的道路交通流影响因素数学模型分析２．２．１道路粘性道路粘性可以看作是道路质量状况。当道路质量差时，道路粘性高；当道路质量高时，道路粘性低。道路粘性描述的是特定状态下道路的一种特殊状态属性，是道路对于其车辆流动的阻力，阻碍了车辆流动，从而导致车辆不容易顺畅流动。因此，道路粘性是交通流动过程中的难度、障碍。２．２．２速度渗透性速度渗透性是城市对来自交通的开放程度。速度渗透性与城市的开放程度及道路设计的特征有极大的关联，城市的开放程度是政府为道路创造多重的和不断变化的需求程度，表现在复杂性和可变性。道路随着与城市建设之间相互作用的类型与数量的变化而变化，即根据城市开放程度的不同，政府对交通是十分开放的，与道路有许多联系，那么速度渗透性程度就高；反之亦然。因此，政府会努力调整速度渗透性来适应环境的复杂多变。速度的渗透性也是政府对道路交通流的阻碍的一种描述，反映了城市运输资源、促进城市发展的能力，道路的畅通状况速度渗透性的表现形式。通过控制速度渗透性，有利于车辆的顺畅流动，助于资源运输和城市建设。２．２．３道路宽度范围车辆行驶的范围广有助于各街道相互利用各自所处的位置，对于资源的运输十分重要；道路宽度的价值在于多车道同时运输，道路宽度范围越大，资源被利用的机会就越多，道路的价值实现的可能性与机会就越大。对于高速公路，道路宽度广有助于大城市之间的经济文化教育多方面交流等。可见，道理宽度范围广对于城市乃至整个国家和地区的发展有积极意义。２．２．４相邻街道路况的差距相邻街道路况的差距是车辆在流动过程中，道路与相邻道路在路况、宽度、结构、物理布局等方面的差异，是道路与相邻道路在组织模式上的差异程度。表现在道路运输能力不同，相近的街道路况有助于车辆的流动及资源的运输。相邻街道路况的差距是道路与相邻道路所拥有的路况相似性的程度。路况差距太大，车辆流动的阻力就非常大，而且对资源的运输比较困难。因而，道路之间的路况应保持适当的差距。２．２．５社会发展外在压力社会发展的外在压力包括城市建设对资源的需求量、需求速度、运输能力等。在当代的社会发展中，城市对资源的需求量越来越大，发展速度越来越快，道路需要提升其运输能力以应对社会发展压力的冲击。３道路交通流的动力模型基于以上对影响道路交通流因素的论述，构建了促进道路交通流动的动力模型。在驱动力的作用下，通过对各影响因素的作用，改善道路交通流动的效果。道路交通流动力模型如图所示：知识流动力模型4应用此处用杭州地铁口风阻作为模拟实验5结语由于道路交通具有流体的性质，从流体力学理论中的达西定律得到启示，建立了影响企业知识流的影响因素数学模型，确定了五个影响因素，并对这些因素进行阐述。在此基础上，构建了促进道路交通流动的动力模型，但该模型仍处于理论阶段，应用于道路交通流管理实践将是进一步的研究工作，如道路流程再造、道路交通流动的规划等。作者，西南石油大学石油工程学院石油工程09级21班秦昊0904020421张恒嘉0904020432张占武0904040138参考文献1．张志勇，刘益．基于网络视角的企业间知识转移研究．情报杂志2．华北水利水电学院水利职业学院，河南省郑州水利学校课题组．水力学．郑州：黄河水利出版社，２００５．3．托马斯，劳伦斯．营运知识：工商企业的知识管理．王者，译．南昌：江西教育出版社，１９９９．4．周贺来．知识粘性的成因分析与治理措施探究．情报理论与实践，２００８（４）：５１１－５１４．5．方凌云．企业之间知识流动的方式及其测度研究．科研管理。6.吕斌，李国秋．信息化的理论反思．情报科学，２００５（１２）：１７９２－１７９７．7.联合国经济和社会事务部统计司．所有经济活动的国际标准行业分类．修订本第４版．8.李国秋，吕斌．国际标准产业分类新版的信息产业分类分析．图书情报知识，9.GreenshieldsBD.公路通行能力研究［J］.HRB会议录，1935，14（1）：467-469（英文版）.10.GreenbergH.交通流分析［J］.运筹学研究，1959，71）：79-85（英文版）.11.EdieLC.非拥挤状态下小汽车流和稳定状态理论运筹学研究，1961，9（1）：66-75（英文版）.12.王炜，过秀成.交通工程学［M］.南京：东南大学出版社，2000.81-86.13.WillamRMcShane，RogerPR.交通工程［M］.新泽西：美国Prentice-Hall公司，1990.140-145英文版14.吕斌，李国秋．信息社会测度———信息社会研究的新焦点．中国图书馆学报，