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。     

基于多值元胞机的混合非机动车通行能力研究

电动自行车在我国飞速发展,其与自行车所形成的新的混合非机动车流呈现出与传统单一自行车流不同的运行规律,目前这一领域却缺乏相应的研究。针对这种混合非机动车流建立了一种适应于系统内存在更高速度车辆的多值元胞自动机模型来模拟其运行状况,从而得到了混合非机动车流在不同参数下交通流模型的流密图。结果显示:当电动自行车所占比例提高,混合非机动车流通行能力会得到相应提高,然而,车流鲁棒性变差;因换道机理不同,与混合机动车流相比,混合非机动车流通行能力随低速车比例增加下降较慢;当车道从2米变为3米时,通行能力可增大约68%。     

考虑摩擦干扰的机非混合交通流元胞自动机仿真

自行车与机动车混行是我国道路上最常见的交通流形式,而元胞自动机(CA)是研究交通流的有力工具。实际观察表明,与高、低速机动车混合交通流不同,自行车流对机动车流的影响形式主要是摩擦干扰而非阻滞干扰。鉴于此提出了一种考虑摩擦干扰的自行车-机动车混合交通流元胞自动机模型,自行车与机动车分道行驶,但当自行车距离机动车道很近时将给机动车带来侧向安全压力从而引起机动车的减速。通过仿真试验,发现摩擦干扰使得机动车流量-密度曲线更加平滑,并且随着自行车密度增大,中、低密度车流的流量有显著降低,而高密度车流的流量没有明显变化,通过与实测数据的对比,证明该模型能够反映真实混合交通流的关键特性。     

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.     

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。     

公交与社会车辆混合的中观交通建模与仿真

针对现有中观仿真模型仅将公交换算为标准社会车辆处理而忽略了公交与社会车辆差异性的问题,构建了公交与社会车辆混合交通流的中观仿真模型。在路段行驶过程,一方面考虑公交速度低于社会车辆速度的特征,建立公交速度折减函数;另一方面考虑站点溢出对邻近车道的影响,建立分车道的混合流速度模型,站点停靠与路口排队过程采用点排队模型描述。采用车辆身份检测的个体数据完成仿真标定,实验结果表明公交与社会车辆路段旅行时间的仿真误差不超过4.55%与8.20%,模型的仿真精度良好,并且可以有效刻画公交站点溢出的场景。     

信号交叉口人机混驾交通流速度控制策略建模

为分析人机混驾交通流下网联自动驾驶车辆（connected and autonomous vehicles，CAV）速度控制策略对交通流运行特征的影响，构建了考虑驾驶员对行车信息获取不确定性的人工驾驶车辆交叉口通行决策模型。提出考虑前车速度影响的自动驾驶速度控制策略，构建信号交叉口连续型元胞自动机更新规则，通过引入不同CAV渗透率、道路饱和度、控制区长度参数，研究CAV速度控制策略对信号交叉口交通流运行特征的影响。结果表明：CAV能显著提高交叉口通行能力，且车流通过交叉口区域的延误显著降低；同时速度控制策略的实施效果还受控制区长度的影响，呈现出随着控制区长度的增加，车均延误逐渐降低并趋于稳定。     

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．     

地铁车辆安全疏散性能的仿真研究

从正在运行的北京地铁某型号车辆的空间布局特点出发,在现有的元胞自动机模型和行人流模型基础上,运用人员动态调整自身速度、动态调整自身运动方向等技术,建立了一种基于车辆环境约束以及人员行为特性的元胞自动机模型,该模型具有人员速度可变、能复现人员自组织现象的特点。论文以北京地铁某型号车辆为仿真对象,对车辆不同布局对车辆人员安全疏散性能的影响进行了计算机仿真并加以分析,提出改进建议。     

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。     

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。     

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.     

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.     

高速公路交通仿真软件开发

为能对汽车控制系统进行有效的实地测试,从而设计开发了基于英国典型高速公路路段的交通模型。该模型提供了对英国高速公路交通流量模拟、路面状况模拟、交通规则模拟及路面用户的微观行为模拟。驾驶员模型包括道路汽车跟随模拟和汽车超车模拟。通过对本交通模型微观参数的优化,使所开发的交通模型能与实地测试数据相符合,从而能更真实地仿真实际高速公路的环境。基于该模型所开发出的具有图形用户界面的能为汽车控制系统的测试与评估提供有效的支持。     

基于跟驰模型的交通流混沌研究

研究基于跟驰模型的交通混沌问题。用Matlab软件编制皮埃莱(Bierley)模型来产生交通流；在一定的参数组合下，仿真研究交通流车队中不同序号的前后车辆之间的车头间距的变化过程；通过分析这种车头间距的变化过程的变化曲线和绘制庞加莱(Poincare)截面图，说明基于跟驰模型产生的交通流存在着混沌现象；讨论模型参数和仿真试验参数对该理论交通流运动的影响，给出相应的仿真研究结果；最后得出对于研究与应用交通流理论有益的结论。     

具有中心车站的元胞自动机城市交通流模型

在Biham等人提出的二维元胞自动机交通流模型基础上,建立了具有中心车站的二维元胞自动机城市交通流模型,该模型考虑了对外交通对城市交通流的影响,推导出了这种二维CA交通流模型的演化方程.在计算机上模拟了在不同对外交通概率情况下的交通状况,得到了车辆在不同参数下交通流模型的基本演化图,进一步还模拟了城市长途车站数量对城市交通的影响.结果表明,较小的对外交通概率就会对城市交通状况产生较大的影响,适当增加中心车站的数量对城市交通状况有一定的改善.     

仿真交通流混沌特性研究

基于非线性跟驰模型建立了由五辆机动车组成的动态仿真模型,利用Matlab软件产生了五辆机动车的仿真交通流,给出了在一定参数组合下前后车辆之间的车头间距、速度差随时间变化的过程曲线.并结合实际交通系统的特点,对仿真结果做了理论分析.基于混沌时间序列分析方法,提出了证明非线性跟驰模型产生的仿真交通流具有混沌特性的一种方法,并分析了模型参数对仿真交通流动态特性的影响.该研究结果有助于进一步理解实际交通流系统的动态特性,并为短时交通流预测、诱导方法和智能交通控制提供理论依据.     

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。