基于元胞自动机的车道缩减区交通仿真软件设计与开发

采用元胞自动机理论,将车辆在车道缩减区内的运动变化规律表述为元胞自动机的演化规则,标定了元胞长度最大速度和安全距离等参数,通过确定元胞变换的原则,设计缩减区元胞自动机的结构,建立了车道缩减区交通流模拟模型;在此基础上设计并开发了基于元胞自动机车道缩减区的交通仿真软件,并将仿真软件应用于长沙市某道路车道缩减区进行仿真分析。通过对仿真结果与实测数据的对比分析,表明:同样的初始输入条件下,车道缩减区的流量仿真结果与实测值相差10.25%,平均车速相差11.5%,仿真结果的综合准确率达到89.125%;同时,仿真软件能得到路段车辆时空分布图、交通流量时变图、动态追踪车辆轨迹图,从而较为准确地模拟了车道缩减区的拥挤消散过程,可以为通行能力分析和交通改善方案意见提供技术支持。

城市道路车道缩减区通行能力研究

为探讨城市道路车道缩减区发生拥堵时对路段通行能力的影响程度,选择车道缩减区缓冲区上游段和终止段下游区的平均车头时距、平均车速两个指标,研究发生拥堵时车道缩减对道路通行能力的影响。在高峰时段,对缩减区上游和下游的车辆行驶状况进行数据采集,经处理获取相关数据并进行统计分析,正常通行时,缩减区上、下游通行能力值非常接近,说明较小的流量通过缩减区对路段的通行能力影响不明显;当缩减区发生拥堵时,缩减区下游消散的通行能力比正常通行时低10%,说明发生拥堵后对路段的通行效率有较大影响。针对有、无限速措施的情况,采用非参数检验的Mann-Whitney方法,对临近车道缩减区车辆通过调查线的时间分布(TVC)进行检验,结果表明采取限速措施后,车辆通过调查线的时间平均值由2.92s减少到1.52s,车辆排队长度由70.3m减少到24.3m,车辆在缩减区内的延误降低;在5%显著性水平下,无限速措施的TVC中位数与有限速措施的差异较大,无限速措施下车辆通过调查线的时间跨度延长,车辆排队长度增加,延误时间增加,对路段运行效率造成不利影响。

城市道路车道缩减区通行效率仿真分析

针对城市道路车道缩减现象,以4种常见类型的城市道路缩减区为例,建立VISSIM仿真模型。在40,50和60km/h速度下,分析4种不同类型道路缩减区的通行能力、车均延误、平均停车次数及排队长度4个指标在不同饱和度下的变化特征,以此来评价4种常见缩减区在3种速度下的通行效果。仿真结果表明:排队长度达到临界饱和度后,将急剧线性增加。计算了各类型缩减区正常工作的临界饱和度限制值,给出不同类型缩减区速度的推荐值。

基于元胞自动机的城市道路车道缩减区渐变段长度研究

通过对城市局部路段车道缩减现象的分析,得出车道缩减区渐变段长度对局部路段的通行能力有一定影响。本文首先将车道缩减的局部路段分成缩减前、缩减区、缩减后三个部分,设置车辆的状态检验规则,规则将车辆分成高速行驶、低速行驶、静止三种状态,对车道缩减区建立对称的同向双车道元胞自动机模型;运用MATLAB软件对模型求解,得出在不同路段长度下的通行能力,通过比较找到最优值,针对二车道缩减为一车道的道路缩减类型,得出当缩减前、后路段长度为30m,缩减区路段长度在100m～120m范围时,车道缩减区的道路通行能力是最优的;微观仿真结果表明,本模型优化得出的通行能力最优渐变段长度与仿真结果一致,验证了模型的可靠性。该方法可以为城市局部路段车道封闭区的道路长度设置提供理论依据,具有应用与实践价值。

基于元胞自动机城市道路缩减区驾驶行为分析

针对城市道路缩减区造成的拥堵问题,通过对长沙城市道路缩减区进行数据采集与分析,得到缩减区的运行特征参数,如车头间距、车速、最大车速、高峰小时流量以及缩减区内车辆换道比例等驾驶行为特征值,并结合调查数据对元胞自动机模型进行参数标定.采用标定后的元胞自动机对两类缩减区进行仿真实验,得到不同密度情况下车道缩减区内的车辆换道比例和换道次数,确定出对道路交通影响最大的密度区间.