Cellular Automata Models of Traffic Behavior in Presence of Speed Breaking Structures

在这篇文章，我们面对打破结构的速度学习交通流动。速度断路器典型地被用来在象学校和医院那样的某些机构附近减少车辆的本地速度。通过一个细胞的自动机模型，我们在全球交通特征上学习如此的结构的影响。模拟结果显示速度断路器的存在能在中等全球密度下面减少全球流动。然而，在低、高的全球密度交通政体下面，速度断路器的存在不影响全球流动。进一步，速度断路器强制的速度限制创造阶段区别。为给定的全球密度和减速概率，作为速度断路器增加强制的速度限制，交通从减少的流动阶段搬到最大的流动阶段。这加重这些结构的合适的设计的重要性避免不希望得到的流动限制。

考虑车辆异质性的堵塞交通流模型研究

为研究交通事故对高速公路交通流的影响,以双车道安全距离元胞自动机模型为基础引入强行变道规则,建立了考虑车辆异质性的高速公路车辆堵塞模型。利用MATLAB数值模拟高速公路异质交通流,分析不同交通密度情况下的交通事故持续时间以及重载货车占比对高速公路堵塞交通流的影响。研究表明:交通事故持续时间及重载货车占比均对高速公路堵塞交通流具有显著影响;当车辆密度大于4veh/km小于80veh/km时,交通事故持续时间对交通流有着显著影响,且持续时间越长对交通流的影响越大;当车辆密度小于30veh/km时,重载货车占比对交通流有着显著的影响,并且占比越大对交通流影响越大。

单速及多速车道元胞自动机交通流模型研究

通过计算机数值模拟 ,得到了单速车道和多速混合车道元胞自动机交通流模型的基本图 ,并对这两种模型的交通流特性进行了分析和讨论 .

考虑双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型

允许车辆借反向车道超车的双向交通道路是城市路网的重要组成部分.本文考虑了双向交通道路的车辆行驶规则,研究了无信号控制交叉口的车辆优先通行权分配规则,构建了一个双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型,研究了城市路网交通流的动态特性.研究结果表明,临界密度随着路网规模的增加而下降,路网交通密度的增加会加速拥堵闭环的形成,换道概率的增加会降低路网车速和缩短局部死锁现象形成的时间,单位时间换道车辆数与换道概率及交通密度之间存在着密切的关系.

交通流元胞自动机模型综述

随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流元胞自动机模型由一系列车辆运动应遵守的运动规则和交通规则组成,并且包含驾驶行为、外界干扰等随机变化规则。文章介绍了交通流元胞自动机模型的产生与发展,总结和评述了国内外各种元胞自动机模型,并对元胞自动机模型的发展提出展望。

考虑公交起迄站点影响的城市混合交通流研究

随着汽车拥有量的不断增加,公交站点对城市交通的影响日益突出,对公交起迄点的研究,有助于公交站点的最优化布置,减少公交起迄点对道路交通的影响,提高公交起迄点路段的行车效率.在Nagel-Schreckenberg交通流模型的基础上,采用双车道快车优先换道规则和开放边界条件,通过计算机模拟了公交车起讫站点车辆进出对城市双向四车道混合交通流的影响.通过研究和分析发车时间间隔、车道注入概率和公交起迄站点位置对道路通行能力的影响,给出了比较合理的发车频率和公交起讫站点的位置,为改善城市道路交通和管理提供参考.

基于元胞自动机的自行车流模型

研究交通系统中自行车流模型问题,为克服传统交通流模型难以表达自行车不遵循车道随机蛇行和穿插特性,能获得精确自行车交通流参数的问题,提出一个新的基于元胞自动机理论的自行车流模型。在对自行车元胞空间结构及状态值等参数进行重新定义的基础上,模型中创新地引入随机偏移概率来描述自行车骑行时的随机蛇行与穿插行为。在模型中引入不同随机偏移概率值来仿真,对所获得交通流参数分析,认为蛇行及穿插行为使自行车流容易发生阻塞并降低了车道通行能力,结果表明,符合自行车流的观测统计特征和客观现象,说明引入随机偏移概率的合理性。模型为进一步研究混合交通流阻塞形成机理提供了一种可靠方法。

高速跟驰交通流动力学模型研究

为研究道路交通中的高速跟驰物理现象,针对高速跟驰车辆特点,综合考虑了驾驶员换道决策行为以及随机慢化等因素,结合前景理论等方法,提出了一种用于模拟道路交通流中高速跟驰物理现象的动力学模型(简称HCCA模型).通过计算机数值模拟,研究了高速跟驰交通流物理现象演化机理及高速跟驰特性.结果表明:与对称的双车道元胞自动机动力学模型相比,本文建立的HCCA动力学模型能够再现道路高速跟驰物理现象,并得到了道路小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合,最后模拟得到了丰富的交通物理现象,再现了自由流、同步流及运动阻塞等复杂交通物理现象.

基于元胞自动机的自行车流蛇行、穿插模型

通过重新定义元胞尺寸、状态值及元胞邻域,建立了自行车元胞自动机基本模型,并在基本模型中引入随机偏移概率来表达自行车不遵循车道行驶的特性.通过模型模拟运行,并对获得的自行车流参数进行分析,结果表明引入随机偏移概率能很好地描述自行车不遵循车道随机蛇行、穿插的特性.

混行交通流元胞自动机模型和社会力模型的分析与比较

文中以支路上的机动车和自行车构成的混行交通流为研究对象,分别建立了元胞自动机模型和社会力模型,并基于MATLAB实现仿真。元胞自动机模型对NS模型进行了改进,并根据不同类型车辆的行驶特点,分别制定了自行车、机动车换道规则。社会力模型通过分析模拟车辆的内力和外力实现车辆速度和位置的变化。研究结果表明社会力模型较元胞自动机模型而言,更好地描述混行交通流中的机动车流的速度—流量特性。

一种扩展的BML模型及其数值模拟

本文在具有广泛影响意义的二维元胞自动机交通流模型——BML模型的基础上,重新考虑了城市实际交通流的特点,将一种与车辆相关的OD(Origin and destination)属性引入其二维网格中,建立了一种扩展的BML模型,并在数值模拟的基础上对其进行了验证和讨论。

快慢车开行方案的轨道交通建模及仿真

运用元胞自动机的基本原理,以成都地铁18号线路为例,建立基于快慢车模式下的城市轨道交通元胞自动机模型,研究在快车和慢车不同发车比例、不同发车间隔情况下,列车在线路中的越行情况。通过MFC编写列车运行仿真系统,动态直观显示列车的运行状态,输出的系统仿真结果验证了模型的有效性。

考虑前车动态效应的高速跟驰交通流研究

为描述交通中存在的“高速跟驰”现象,在NaSch模型的基础上,考虑了前车的运动特性,并结合驾驶员的驾驶行为差异,建立了考虑前车动态效应的高速跟驰交通流模型(DPM)。通过数值模拟得到了高速跟驰规律,当道路车流密度为0.18时,车道上的高速跟驰率为4.93%;同时,通过分析车辆运动的时空特性,模拟出交通流中自由流、同步流以及宽幅运动阻塞现象;还得出了不同驾驶员占比下的速度-流量-密度的关系;并分析了车辆随时间变化的速度及车头间距波动情况,较NaSch模型有更高的交通稳定性。通过NGSIM数据集及国内实测数据验证了DPM模型的有效性和实用性。

结合用户感知模型的多值CA仿真及应用

针对目前自行车道通行能力难以实测以及服务水平评价方法不尽合理的问题,提出了一种用于自行车道服务水平评价的仿真方法。从用户心理空间出发,构建了用户感知模型。对现有的多值元胞自动机模型进行了改进,构建了基于两步骤移动机制的混合自行车流多值元胞自动机模型。将用户感知模型和多值元胞自动机相结合应用于桂林市中山南路自行车道服务水平的评价,结果表明,该方法使得服务水平有了合理的划分,评价结果能准确地反应路段上的实际交通流状态、用户感知和道路的利用率。

机场出租车问题的决策与调度分析

研究机场出租车的决策与调度问题,运用排队论结合元胞自动机模拟车辆通行,用熵权法改进物元分析模型,构建效益比函数,并利用Vissim宏观交通流仿真检验,给出决策方案:当前有不超过21辆车时,司机可选择排队载客,否则司机可选择空载返回;在兼顾安全的情况下,上车点应设置在距离乘车区出口7.67 m处;司机决策所依赖因素的影响由大到小依次为车辆队长、行车距离、里程计价、乘客数量、航班数量。检验的相对误差为7.3%~13.3%,小于工程要求的15%。检验结果表明,排队论与元胞自动机模型的结果符合预测,验证了模型具有合理性和较强的外部应用能力。