基于減速效應(yīng)的城市道路交通流元胞自動機(jī)模擬.pdf

1、減速是城市道路交通中最常見的現(xiàn)象。車輛減速往往會影響后續(xù)車輛的行駛狀態(tài)，甚至可能改變道路交通流的狀態(tài)。在研究城市道路交通流時(shí)，減速是一個(gè)不可忽視的重要因素。深入研究減速環(huán)境下城市道路交通流的微觀屬性，能夠?yàn)榻煌〒矶鹿芾?、交通系統(tǒng)優(yōu)化提供更準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。為此，考慮到元胞自動機(jī)具有規(guī)則靈活、算法簡單、能有效模擬各種復(fù)雜的道路環(huán)境等特點(diǎn)，本文運(yùn)用元胞自動機(jī)建立基于減速效應(yīng)的交通流模型，并應(yīng)用于交通系統(tǒng)交通流的模擬。本文主要工作如下

2、：
　　(1)分析了多因素影響下城市道路車輛行駛特點(diǎn)，根據(jù)車輛減速的特征，建立了更符合城市環(huán)境和車輛運(yùn)動規(guī)律的道路交通流元胞自動機(jī)模型－基于減速效應(yīng)的元胞自動機(jī)模型（簡稱DECA模型）。與NS模型中以當(dāng)前時(shí)步的速度作為車輛位移不同，DECA模型在定義車輛“記憶”速度的概念的基礎(chǔ)上，采用以記憶速度與當(dāng)前時(shí)步速度的平均值作為車輛位移的位置更新規(guī)則，保持了車輛行駛的連續(xù)性；引入減速效應(yīng)，重新定義了車速更新規(guī)則，使得車輛間的安全距離符合物

3、理規(guī)律。仿真結(jié)果顯示，DECA模型中車輛的位置變化曲線更加平滑，車頭距波動更加平緩。
　　(2)基于 DECA單車道模型，建立考慮減速效應(yīng)的元胞自動機(jī)雙車道交通流模型（DL-DECA模型）。模型中采用更加符合實(shí)際交通的換道條件：車輛通過在當(dāng)前車道和目標(biāo)車道上的預(yù)期速度決定換道動機(jī)，通過與目標(biāo)車道上后車的相對速度決定安全條件。模擬仿真發(fā)現(xiàn)，與STCA模型的換道規(guī)則相比較，本模型的換道規(guī)則更加寬松，在相同密度的條件下，換道率更高，更加

4、符合實(shí)際的換道條件。
　　(3)根據(jù)交叉口交通特點(diǎn)，簡化了DECA模型，建立考慮減速效應(yīng)的二維元胞自動機(jī)交叉口混合交通流模型。模型首次考慮了車輛在信號變化時(shí)選擇快速通過交叉口的現(xiàn)實(shí)，并重新定義車輛的沖突規(guī)則。模擬了單點(diǎn)交叉口、長連線交叉口和短連線交叉口交通流的時(shí)空演化特性，分析了連線長度、信號周期、相位差對交叉口交通流的影響，得出實(shí)現(xiàn)綠波帶控制時(shí)連線長度與相位差的關(guān)系。
　　(4)研究了無信號控制和不同信號控制模式下人行橫道

5、處機(jī)動車的動力學(xué)特征和行人的行為特征，定義了臨界安全間隙和臨界決策間隙概念，建立了人行橫道元胞自動機(jī)模型。模型使用臨界安全間隙和臨界決策間隙計(jì)算行人的通過概率，根據(jù)行人過街等待時(shí)間計(jì)算行人的冒險(xiǎn)概率。模擬了無信號人行橫道的行人通過概率隨著車速和車距動態(tài)變化情況，以及行人的冒險(xiǎn)概率隨著行人過街等待時(shí)間閾值變化的規(guī)律。分析了不同信號控制對人行橫道上車流與行人流的影響。
　　(5)建立不同公交?？空灸Ｊ降脑詣訖C(jī)模型。模型中考慮公交車