城市干道混合交通流的元胞自動機模型研究.pdf

1、交通被喻為國家的“動脈”，無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家，高效的交通系統(tǒng)是經(jīng)濟增長的必要保證。城市交通與城市發(fā)展關(guān)系極為密切，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，城市交通量迅速增長，交通出現(xiàn)了日趨緊張的局面，城市交通擁擠問題已成為困擾社會發(fā)展的主要問題。元胞自動機模型(Cellular Automaton，簡稱 CA)是一種時間、空間和變量均離散的數(shù)學(xué)模型，具有算法簡單、靈活可調(diào)和計算效率高等特點，是研究非線性復(fù)雜系統(tǒng)的有效工具，在交通流理論研究

2、方面具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文的工作主要是在現(xiàn)有元胞自動機交通流模型的基礎(chǔ)上，提出更符合實際情況的混合車輛交通流模型。通過計算機數(shù)值模擬，呈現(xiàn)了交通系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種非線性現(xiàn)象，并結(jié)合實際交通，對混合車輛交通的特性進行了分析和研究。 本文的主要工作由三部分組成： 1. 針對實際交通中存在不同類型的車輛，在NaSch模型的基礎(chǔ)上，提出了周期邊界條件下的多長度多速度混合車輛單車道元胞自動機交通流模型。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：在單

3、車道上，混合車輛流的流量和平均速度與混合比例系數(shù)的變化有較大關(guān)系。混合交通流的臨界占用率隨混合比例系數(shù)的增加而增加；當(dāng)小于臨界占用率時，流量隨混合比例系數(shù)增加而減小，平均速度和混合比例系數(shù)無關(guān)；當(dāng)大于臨界占用率時，流量基本上與混合比例系數(shù)無關(guān)，平均速度隨混合比例系數(shù)增加而增加。 2. 由于車道上的車輛數(shù)是不斷變化的，因此為了更好的反映現(xiàn)實交通現(xiàn)象，研究了開放邊界條件下車輛的長度和最大行駛速度對混合車輛單車道元胞自動機交通流的影響

4、?？紤]產(chǎn)生概率、消失概率、隨機減速概率p、不同類型車輛產(chǎn)生概率對混合交通系統(tǒng)的影響,發(fā)現(xiàn)開放邊界條件下的混合交通呈現(xiàn)出了一些類似亞穩(wěn)態(tài)和相分離等新特點和新現(xiàn)象。 3. 在單車道元胞自動機交通流FI模型的基礎(chǔ)上，不考慮車輛在交叉口轉(zhuǎn)向和隨機減速概率的情況下，采用周期性邊界條件，研究了十字路口對由不同長度和不同最大行駛速度的車輛構(gòu)成的混合交通流的影響。數(shù)值模擬結(jié)果表明，混合比例系數(shù)和第二車道車道占用率對兩車道的流量都有比較大的影響。