元胞自动机在混合交通仿真中的应用

以VC语言为开发工具，通过构造二维元胞自动机模型，对平面十字交叉路口的交通流进行了分析和模拟控制。仿真结果较为理想，说明了元胞自动机广泛的应用前景。     

超速行为对交通流扰动影响的仿真研究

超速行驶是引起交通事故的主要原因之一,会造成巨大的人员与财产损失,基于元胞自动机对高速公路上的超速行为进行了研究.首先详尽分析了超速行驶特性,然后在现有的元胞自动机交通流模型基础上,构造了符合超速车辆特性的行驶规则,使之成为更符合现实道路状况的元胞自动机模型.该模型中的多种类型个体间交织影响,再现了现实交通流的非线性特点.运用新模型进行数值模拟仿真,发现超速行为将会降低交通流的平均速度,并且最终危害交通流的系统安全.     

三车道元胞自动机交通流模型研究

在Nagel-Schrekenberg（NS）元胞自动机交通流模型的基础上，提出了一种高速公路三车道元胞自动机交通流模型．该模型中所有的车辆均遵循相同的演化规则，并允许车辆以一定概率换道．根据计算机数值模拟．研究了车辆减速概率、换道概率对车流量、车道利用率影响关系，结果表明，在相同情况下，此模型所得到的基本图显示出交通流量比单车道NS模型大，并且发现减少不必要的车辆换道行为可以使驾驶更安全．这些研究为管理三车道的道路系统提供了一定的参考依据．     

基于元胞自动机的微观城市道路混合交通仿真

介绍了现有交通仿真软件相对于国内路况存在的很多不足，如缺少自行车、行人的模拟等，结合原有的交通仿真模型和我国自行车／行人交通特性建立了新的混合交通流微观仿真模型，并给出了混合交通流仿真的实现思想。新的仿真系统原型以元胞自动机模型为基础，同时定义了符合国内道路状况的元胞自动机规则。最后，给出了该交通仿真系统原型的实现结果和结论。     

一种基于路网网格化的微观交通仿真模型

针对采用元胞自动机进行微观交通仿真空间分辨率较差的特点,提出了一种基于道路路网网格的微观交通仿真模型.通过在仿真前或者仿真期间设定一维车道和二维路口网格的大小,对道路路网进行不同空间分辨率的分割,但在仿真车辆运动模型方面,仍采用元胞自动机模型进行仿真.这样既保留了元胞自动机进行交通仿真的优点,又克服了该方法在空间分辨率较差方面的缺点.文中还通过仿真实验,对一维路网网格和二维路网网格大小的设置对仿真结果的影响进行了分析.分析的结果表明：不同的仿真空间分辨率对车辆的平均速度和车道/路口占有率有较大的影响,但对流量的影响不显著.     

周期边界下公交影响的双车道多速元胞自动机模型

在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,结合我国城市交通现状,重新标定了元胞长度和最大速度等参数,制定了车道转换规则,提出了公交车辆的减速入站和慢速启动机制,并对各交通参数进行了分析,发现该模型很好的再现了各参数之间的关系.     

信号控制交叉口交通行为的简单二维元胞传输模型

一维元胞传输模型无法描述多相位信号控制交叉口上不同方向车辆排队的形成与消散过程,本文建立适用于多相位信号控制交叉口的简单二维元胞传输模型.提出交叉口和连线的简单二维元胞表示方案从微观层面描述交叉口进口道上不同方向的车辆排队,基于Daganzo的元胞传输模型建立简单二维元胞传输模型描述交通流在路段和交叉口上的运行与演化规律.在此基础上,在元胞层面建立信号控制方案评价指标的实时估计模型.算例分析表明,二维元胞表示方案优于一维元胞表示方案,简单二维元胞传输模型的估计精度高于一维元胞传输模型,并且简单二维传输模型能够适用于过饱和交通流.本文建立的简单二维元胞传输模型可用于路网信号控制方案的微观评价.     

单支股票市场的元胞自动机模型及其动力学研究

在基于投资分析的股票市场演化元胞自动机模型的基础上．建立了兖州煤业股票市场的单支股票元胞自动机演化模型，并以演化模型产生的股价指数序列为研究对象进行了动力学分析。通过考察股价指数序列在重构相空间中的轨迹，我们发现了股票市场中的混沌现象；通过相空间的分形维计算．说明了建立股票市场的动力学方程是有可能的；根据模拟模型和现实市场的对比分析，进一步证实了基于投资分析的股票市场演化元胞自动机模型，在模拟股票市场复杂性方面的可行性。     

初始化对交通元胞自动机模型稳定性的影响

针对现有交通元胞自动机模型运行初始不稳定,数据输出存在较长时间的初始波动问题,基于Fisher-Yates算法原理,设计出一种新的交通流初始化方法。该方法可以确保车辆从进入元胞空间到随后的演化更新,其位置及更新时机的随机性。通过对采用新交通流初始化方法的模型进行演化实验,结果表明：任意空间占有率条件下交通流的初始波动区间都在50步以内;当演化更新总步数达到3 600步时,模型剔除初始波动区间的输出数据已充分收敛,这时模型运行已足够稳定。     

基于演化熵的一维二值元胞自动机行为度量

为实现计算机自动识别和搜索特定类型的一维二值元胞自动机,通过计算其演化熵,实现了对一维二值元胞自动机动力学行为描述的度量,并给出了演化熵平面类型域与其不同动力学行为之间的对应关系,最后结合演化熵分析了不同的Langton参数下一维二值元胞自动机动力学行为的分布情况,发现一维二值元胞自动机的Langton参数在刻画其动力学行为时与普适规律不符,而具有以参数0.5为中心的对称性。     

考虑公交车辆影响的城市交通流元胞自动机模型

城市道路上的车流主要是公交车和小汽车混合流,而一般交通流理论都是以小汽车流为对象进行研究和建模。在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,提出了一种考虑公交车辆影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型,重新标定了元胞长度、运行车速、随机慢化机制,引入了公交车辆,设定了公交车停靠站、改进了车辆变换车道规则,小汽车与公交车不仅最大速度不同,而且车辆运行中占用元胞点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,再现了传统交通流三参数之间的关系,发现纯小车流与考虑公交车流相比阻塞项更为明显和规律,只要在车流中存在公交车,整个车流的流量和速度就会受到较大的影响。为进一步更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

元胞自动机双车道人车混合交通流模型的研究

以元胞自动机184号规则为基础,建立了双向两车道含行人,自行车和汽车的“人车”混合交通流模型.考虑了两车道间的超车影响.通过计算机数值模拟,得到不同的混合比例下的混合交通流基本图及不同的自行车和行人密度下汽车的交通流基本图.通过分析,得出了混合交通流的几个重要特性.     

组织效力与权力分配—— 一种数理解释

以组织效力为原则，通过数理分析提出了组织权力的最佳配置结构，以及伴随组织规模扩充最佳权力配置的转移规律。     

一种新的混合车流下的元胞自动机交通流模型

在我国高等级公路上的车流主要是混合车流,而一般的交通流理论都是以小车流为对象进行研究和建模的。元胞自动机模型可以比较好地模拟交通流,新建立的混合车流下的元胞自动机交通流模型,除不同车型的车速上限不同外,而且车辆运行中所占元胞格点数也不同。通过计算机对新模型进行模拟,发现纯小车流、将大车按线形换算成小车流与混合车流的车流运行状态不尽相同,而且在车速方面差别更大。只要在车流中存在大车,整个车流的速度就会受到较大的影响,但车流密度较低时,车型比例对车速的影响又不是很明显,但平均速度低于大车的最大速度。另外,本模型为进一步更好地描述混合车流奠定了基础。     

一种改进的Nagel-Schreckenberg模型及速度-流量关系研究

为体现不同车辆在交通流中的差异性．在Nagel—Schreckenberg模型的基础上，将减速概率与车辆密度和速度联系起来．提出了一种改进的一维元胞自动机交通流模型．重点研究了平均速度与流量的关系并与实测结果进行了比较．讨论了交通堵塞形成的过程。数值模拟结果表明本文模型在速度-流量关系的描述上耍优于Nagel—Schreckenberg模型。     

考虑列车性能差异的城市轨道交通特性研究

参考实际地铁交通系统,根据移动自动闭塞的特点,建立了基于元胞自动机的轨道交通模型,并研究列车车长、加速度、最高速度对轨道交通流的影响。重点研究了性能不同的列车同时在同一条轨道上混合运行时的列车延迟现象。仿真结果表明列车车长差异会对列车流特性产生影响,延误后续列车运行;列车的加速度对列车流影响较小;列车最高速度不同时列车延迟现象严重,多数列车出现晚点现象。

Abstract：

A cellular automaton model based on real traffic system was proposed for subway railway moving block systems.With this model the subway traffic flow in the case that different trains with different performances,for instance train length,acceleration,deceleration and maximum speed run in the same track was analyzed.The analysis focused on trains’ delay time in that case.Simulation result shows that： differences in trains’ length affect the train flow,and delay the following trains;differences in acceleration have insignificant influences on the property of train flow;differences in maximum speed lead to trains’ longtime delay,most of the trains on the track are running late in this case.     

元胞自动机舆论模型中人员移动对传播的影响

为了研究舆论系统中人员的移动以及存在态度坚定者的因素对舆论形成和演化的影响,建立了相应的元胞自动机舆论模型．在假设人员态度的改变方式遵守少数服从多数的规则下,通过计算机模拟给出了二维四方格子两种影响领域(5邻居、9邻居)在周期性边界条件下的舆论传播行为．模拟给出了模型的演化趋势,以及在不同赞成率的随机初始状态中,模型演化随立场坚定者密度变化的行为．结果表明人员的移动将加快舆论的形成．     

基于元胞自动机的混合交通流机非摩擦干扰

提出一种城市路段机非混合行驶条件下存在摩擦干扰的元胞自动机模型.该模型是在机动车NS模型的基础上引入一条摩擦减速规则,使受到自行车干扰的机动车进行减速.根据模型的规则,对不同机动车密度和非机动车密度的情况进行仿真,仿真结果基本符合实际的情况,得到机动车在干扰情况下通行能力平均下降20%左右,平均速度下降18%左右.最后,通过实际观测数据的验证,表明该模型可靠性较好.     

基于元胞自动机的道路交通堵塞仿真研究

意外交通事件的发生会干扰正常的交通流秩序,甚至引起交通堵塞。建立交通意外事件影响下的交通流仿真模型,将能有效地对拥堵传播控制进行研究。对堵塞车流中车辆个体的行为特征进行了详尽分析后,通过设置＂挤车变道＂规则对现有的元胞自动机模型进行了改进,建立起一种适合描述交通堵塞传播的元胞自动机模型。该模型能够较为准确地模拟出堵塞交通流的时空传播过程。最后,利用本模型探索了主要交通流参数对堵塞传播的影响规律。

Abstract：

Traffic incidents will reduce the traffic capacity,and even cause the traffic congestion. So building an effective simulation model is necessary to study the rules of congestion＇s propagating. The behavioral characteristics of individual vehicles in the traffic jam are different from others,but the current traffic CA （cellular automaton） models neglect those differences. The differences were taken into account by introducing some new rules into the old CA model. With the new CA model,the process of traffic congestion＇s propagating could be simulated correctly. Lastly,the relationships between congestion＇s propagating and some traffic parameters were explored by this model.     

混入智能网联车队的混合交通流元胞自动机模型

针对现有自动-手动驾驶混合交通流元胞自动机模型未考虑智能网联车队队列行为,提出了考虑智能网联车队的混合交通流元胞自动机模型,研究混入智能网联汽车车队的混合交通流特征。对混合交通流中的跟驰行为进行了分析,基于跟驰行为的特征,分别构建人工驾驶跟驰模式、自适应巡航模式、协同自适应巡航车队模式的元胞自动机规则,基于数值仿真实验对不同智能网联车渗透率下的混合交通流特性及拥堵情况进行了分析。结果表明：智能网联汽车的应用可显著提高道路通行能力和车辆平均速度,进而有效地缓解交通拥堵。