基于元胞自动机的城市道路车道缩减区渐变段长度研究

通过对城市局部路段车道缩减现象的分析,得出车道缩减区渐变段长度对局部路段的通行能力有一定影响。本文首先将车道缩减的局部路段分成缩减前、缩减区、缩减后三个部分,设置车辆的状态检验规则,规则将车辆分成高速行驶、低速行驶、静止三种状态,对车道缩减区建立对称的同向双车道元胞自动机模型;运用MATLAB软件对模型求解,得出在不同路段长度下的通行能力,通过比较找到最优值,针对二车道缩减为一车道的道路缩减类型,得出当缩减前、后路段长度为30m,缩减区路段长度在100m～120m范围时,车道缩减区的道路通行能力是最优的;微观仿真结果表明,本模型优化得出的通行能力最优渐变段长度与仿真结果一致,验证了模型的可靠性。该方法可以为城市局部路段车道封闭区的道路长度设置提供理论依据,具有应用与实践价值。     

基于Agent与模糊逻辑的车辆换道仿真模型

提出了基于Agent的多车道交通流协调控制系统的层次模型,该系统中各Agent之间的信息交流都是双向的.建立了车辆换道行驶、加速或减速等的模糊规则库.车辆的行为由一系列模糊规则来决定.在车辆的换道策略中使用Agent技术,可以克服传统模型中主要依靠车间距来决定换道,车辆之间没有相互作用的缺点.通过计算机仿真,验证了模型及规则的有效性.     

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。     

局部车道缩减的双车道元胞自动机交通流模型研究

针对道路使用过程中可能发生的意外,考虑双车道有一条车道出现局部维护,车辆需要绕行的情况,在一维对称双车道元胞自动机模型的基础上,建立一种有局部车道缩减的双车道元胞自动机模型,结合实际交通情况给出计算机数值仿真的流量-密度图,分析受堵车道上的交通状况,并给出受堵车道的时空斑图。数值仿真结果显示,对于不同的延迟概率,整个路段都有相应的瓶颈流量,对受堵车道上的换道规则的调整有助于增加该车道上的换道车辆数,减少车辆的滞留。     

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．     

基于弹性安全换道间距的元胞自动机交通流模型

实际交通中,换道车辆的行驶速度不同,其所需要的安全换道间距也不尽相同。具体表是,高速行驶的车辆换道迅速、敏捷,而低速行驶车辆换道踌躇、犹豫。因而,对所有换道车均设定一个固定的安全换道间距是不恰当的,前人很少在这方面进行研究;结合现实提出的弹的安全换道间距规则,在改进前人模型仿真质量的同时,也提高了车辆的换道频率。模拟结果显示较以前模型,提出的元胞自动机模型将可改善道路的通行能力、提高道路资源的利用效率。     

基于城市高架桥入口处抢道行为的交通流模型

在对高架桥入口处驾驶人抢道行为特征分析基础上,提出R车道主动抢道和M车道被动抢道规则的三车道(L,M,R)元胞自动机交通流模型,并进行数值模拟,给出相应流量图、时空图和抢道频率曲线图,分析各车道不同进车概率pin、R车道上桥和直行车辆混合比例pm对道路交通流的影响.研究结果表明:高架桥入口处抢道行为对上游路段交通流影响显著,会导致在较小的进车概率pin和车辆混合比例pm时,发生显著拥堵,且向上游迅速传递,相应的饱和流量也随之降低,R、M和L车道饱和流量分别下降了25.0%、67.5%和47.6%,并得出抢道行为对M车道流量影响最为明显,其次为L车道和R车道.     

面向个性化交通信息服务的车辆行驶路径关联规则挖掘

为了向驾驶者自动提供个性化的交通服务信息，需要对车辆行驶路径进行分析和预测.面向基于RFID的个性化交通服务系统，提出改进的车辆行驶路径关联规则挖掘方法，挖掘车辆历史行驶路径数据中的频繁序列模式，由频繁序列模式产生序列关联规则，根据当前行程车辆已行驶的路径，实现对车辆未来行驶路径的预测.本方法主要通过0-N数据结构和候选2-序列产生方法的改进，提高车辆行驶路径序列模式挖掘的效率.最后，通过数据测试验证了改进算法在运行效率上与GSP相比的性能优越性.     

虚拟公路上过往车辆产生及其行驶行为控制研究

提出新的控制过往车辆的跟车、超车、换车道和无障碍行驶行为的算法,该算法是通过感知车道线的位置和类型、过往车辆相对于周围车辆安全性距离及其变化、周围车辆灯光与喇叭声信号以及应用交通规则来控制过往车辆的行驶行为;提出一种自动选择过往车辆在虚拟公路上合适的初始位置的算法,这种选择受到虚拟公路上其它车辆的位置、主车驾驶员的视觉、主车的行驶方向和道路的单向通行性的约束。这些算法在我们所研制的智能化高速公路驾驶仿真虚拟环境建模器IVEHMDS中进行了实验,实验结果表明这些算法是有效的和具有良好的实时性。     

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。     

Congestion in Weaving Section at Right Exit of Highway with Two Lanes： a Semi-Markov Model

A semi-Markov model is proposed for congestion in weaving section at right exit with two lanes due to the method of cells modeling. The relationship among the arriving rate, turning-right rate, giving-way rate and the congestion states is hence formulated by using the generating function. The results are illustrated that the weak interruption on traffic flow may leads to heavy congestion in road network although the capacity of main way and exit is definitely greater than the traffic flow.     

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.     

城市快速道路车道合道路口通行能力分析之半马尔可夫模型

证明在城市快速道路上合并车道,其实际通行能力将因车流交织行为而发生退化,以至小于前行车道的设计通行能力.文章运用全概率公式,构造了半马尔可夫转移方程组,其输入变辆是车辆到达率及车辆让行率,它们分别反映了车流情况及行车行为,然后再运用母函数分析方法,给出了车辆队列有限与无穷的临界点.     

Wang-Mendel模糊模型控制规则的提取及应用

针对如何利用系统的模糊模型设计模糊控制器,提出以系统的模糊规则库为基础,提取模糊规则中的信息获得控制规则的方法。以钢铁工业中连续退火炉的加热炉为对象进行了仿真,首先提取描述对象输入-输出映射关系的模糊规则组成完备规则库,并以此为基础提取控制规则补偿输出偏差。仿真结果表明能够达到期望的效果。     

基于领域知识的模型检验方法

提出了一种基于领域知识的模型检验方法.该方法主要是采用本体论方法,将业务领域内的潜规则表示成领域知识,构成领域规则库,对领域规则采用图形化表示与使用SWRL描述相结合的方式,形成了对规则知识的内、外部表示,为领域知识的直观显示和有效推理提供基础.领域规则形成的规则库为模型检验提供了依据和复用基础,确保用户构建的应用模型满足业务领域需求.     

集市模型:少数者与多数者博弈演化分析

为比较主体不同行为策略对社会经济复杂系统演化的影响,基于酒吧模型提出了多数者博弈的集市模型A和少数者-多数者混合博弈的集市模型B。采用多主体建模方法,引入了主体的预期规则、策略选择、学习与适应等微观机制,模型模拟结果展现了人类社会系统所独有的预期的自我实现和/或自我毁灭现象。文章着重讨论了主体预期、行为策略对稳态参与人数均值的影响,发现主体的行为策略是决定系统演化结果的关键因素。     

基于邻近车道车辆和多前车信息的双车道交通流动力学模型

应用跟驰理论,引入两车道优化速度的权重组合来刻画驾驶员换道趋势, 同时考虑多前车速度差信息对驾驶行为的影响,建立了两车道的微观跟驰模型. 在此基础上,基于交通流微观和宏观参量之间的关联关系,将上述跟驰模型中的微观变量转变成宏观变量, 进而建立了一个两车道宏观动力学模型.由于综合考虑了多种因素对驾驶行为的影响,该模型更符合实 际交通状况.数值模拟表明:该模型可以很好的模拟交通中的冲击波和稀疏波,且避免了特征速度大于宏观车流平均车速的缺陷.     

基于粗糙集理论的多源信息融合故障诊断方法

在故障诊断中,从包含冗余和不一致信息的数据中获取简单有效的诊断决策规则是一个难题.首先,针对完备信息系统和不完备信息系统分剐提出了相应的融合算法,为解决数据超载以及不完整信息融合问题提供了有效的方法.其次,提出了基于粗糙集理论的多源信息融合故障诊断模型.该模型从包含冗余和不一致信息的原始数据出发,利用基于改进属性重要度的方法实现故障征兆属性约简;然后通过给出的值约简算法进一步产生最大广义决策规则集,建立了用于故障诊断的规则库.最后,在应用该模型进行故障诊断时,用待诊断实例的离散化了的故障征兆属性与规则库中的诊断决策规则进行匹配,对返回的诊断决策规则依据置信度、覆盖度和支持度进行综合评价,并得出诊断结论.给出的诊断实例验证了该方法的可行性和有效性.