基于元胞自动机研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响

为了研究驾驶员特性对信号交叉口交通流的影响,建立基于元胞自动机的信号交叉口交通流模型,研究驾驶员行为特性对信号交叉口平均车速和车辆延误等的影响。研究表明,不同绿信比情况下,驾驶员特性均对信号交叉口交通流产生较大的影响;冲动型驾驶员比例增加会加快绿灯放行时交通密度的疏散,稳重型驾驶员比例增加可减少绿灯交通流稳定时车辆通行的延误,胆小型驾驶员比例增加可提高黄灯时间内的通行效率以及减少红灯时间内的排队延误。研究还表明,当绿信比超过0.7时,它的变化对信号交叉口交通流影响不显著。     

基于交叉口处机动车交通行为概率的延误模型

通过分析信号控制交叉口处机动车的交通行为,利用交叉口的信号周期、有效绿灯时间,求得各种交通行为的概率和平均延误时间,提出一种基于分析各种交通行为概率的交通延误的模型。以石家庄市中山东路与建设南大街交叉口为例,采用Beckham模型对其进行交通流延误的计算。经过对结果的对比,误差为2%,在规定的误差范围内,说明基于分析交通行为概率的延误模型可以为计算交叉口处车辆的平均延误提供一种估计方法,并且求得的平均延误也可以作为评价交叉口服务水平的指标之一。     

基于元胞自动机仿真的可变车道控制技术

为了解决左转交通流波动较大引起的交通拥堵,并进一步提交叉口的通行能力,通过对此类交叉口交通特性、服务水平和其他交通特性进行分析,提出了一种基于一维元胞自动机模型的可变车道控制技术。依据交叉口条件确定可变车道参数,利用左转和直行的交通流量确定可变车道触发条件及相应的信号配时方案,并通过信号控制可变车道属性的变化,由Matlab建立交叉口可变车道模型。仿真结果表明:动态可变车道控制技术的使用可将左转方向最大排队长度降低37.5%,交叉口各方向总排队车辆数降低39.9%;进而减少因左转车流波动引起的交通延误,提高交叉口的通行能力。     

基于最大车速的广义力跟驰模型

为了更有效地模拟城市交通流，尤其是城市交叉口交通流的运行状况，在研究跟驰状态中车辆行驶特性的基础上，考虑车辆行驶的最大限制速度，提出了一种基于最大车速的广义力模型。将该模型与Helbing—Tilch广义力模型分别用于模拟车辆经过信号交叉口的动态运动，并采用实际道路上车辆的跟车数据仿真跟车情况。结果表明，该模型不仅消除了Helbing—Tilch广义力模型存在的停车间距过大问题，而且仿真效果更接近实际的交通流特性。     

考虑交通流不确定性的单交叉口信号配时方法

为应对交通系统的随机特性,提出一种考虑不确定性的单交叉口信号配时方法。首先应用季节性自回归平均移动-广义自回归条件异方差(seasonal autoregressive integrated moving average-generalized autoregressive conditional heteroskedasticity,SARIMA-GARCH)模型计算交叉口交通流的不确定性,然后根据得到的交通流不确定性特征,参考Webster模型,计算交叉口的信号配时参数,得到考虑交通流不确定性的单交叉口信号配时方案。最后,以南京市一交叉口为研究对象,应用实际数据,计算得到17种不同交通不确定性水平下的单交叉口配时参数,并采用Paramics仿真软件分析了各信号配时方案的性能,验证了所提方法的有效性。     

一种信号交叉口模糊交通控制方法

通过分析城市信号交叉的交通流特征认为：在一定程度上,模糊数学理论可以比目前常规数学方法更好地描述交叉口交通流的随机性和不确定性。本文结合模糊控制技术及一般信号交叉口交通控制方法,提出了一种基于知识的模糊交通控制方法,给出了该控制方法的结构,模糊控制规则以及仿真计算对比结果,结果表明：计算过程简单,控制效果优于定时控制方法,并且在交通量较大时,还优于感应控制方法。     

平面交叉口的感应信号控制及仿真研究

介绍了平面交叉口感应信号控制的基本原理、控制过程、配时设计方法等;分析了平面交叉口定时信号和感应信号控制的优势和局限;并应用交通仿真软件VISSIM进行了定时信号和感应信号的交通仿真,分析了仿真结果. 结果表明:平面交叉口的感应信号控制更适应于各进口交通流相差较大且总流量未达到饱和时的状态. 有利于改善路口交通流秩序,提高路口通行能力,对缓解道路交通拥堵具有重要意义.     

基于宏观运动波和微观元胞自动机的双车道交通流混合建模

基于运动波理论和线性元胞自动机模型,提出了一种宏观与微观空间表现尺度相结合的双车道交通流混合建模方法.在交通流供需理论框架下,定义了考虑车辆变道行为和元胞自动机空间离散性影响的宏观/微观边界转换条件.该边界条件能够克服在引入车辆变道行为和应用离散化的微观元胞自动机模型时所引起的交通流质量损失问题.应用混合模型模拟双车道堵塞和单车道关闭引起的交通流瓶颈现象.结果表明,交通波在经过模型空间尺度发生变化的边界时能够连续传播,传播速度并未出现降低或者振荡现象,并且交通流质量守恒.混合建模能根据各路段所需表现的空间尺度不同,应用不同空间层次的交通流模型分别模拟,有效提高了大型交通流网络的模拟效能.     

信号灯作用下的城市隧道路段交通流模型研究

分析了城市隧道路段的交通流特征,建立了城市隧道路段的元胞自动机模型,并针对隧道与上下游交叉口不同相对位置、不同相位差的情况,进行了数值模拟。仿真结果表明,城市隧道路段的通行能力受到隧道与信号灯的相对位置以及上下游信号灯的相位差等共同影响。合理的信号配时控制可以提升路段和交叉口通行能力,减轻拥堵;但是当隧道离下游交叉口较近时,路段通行能力明显降低,隧道内拥堵严重,信号控制手段收效甚微。     

基于多状态切换交叉口信号优化控制

在交通信号控制中,针对单一控制模型不能很好适应实时交通流变化的问题,提出基于多状态切换交叉口信号优化控制方法。根据交通流参数,采用自组织特征映射神经网络(SOM)对交叉口交通状态进行识别,依据路口交通状态,动态选择合适的模糊控制器结构。针对模糊控制规则人工设定的问题,采用遗传蚁群算法在线优化两级模糊控制器控制规则。通过仿真研究,给出了不同控制方法下车辆随时间的平均延误曲线,分析了不同交通流下的平均延误,结果表明,所提出方法具有较好控制效果。     

基于细胞自动机模型的交通流模拟程序

基于细胞自动机模型和微观动态交通流模拟模型，使用C 语言，采用模块化结构将交通流数学模型转变为主要由计算机程序组成的计算机模拟模型，以模拟车辆在路段上的运动，同时采用中断技术成功地实现了车辆的动态显示．最后通过实测数据的计算，对模拟模型和模拟过程进行了评价．     

土地利用演变元胞自动机仿真系统设计与实现

元胞自动机模型是土地利用演变模拟与预测的重要工具.文章基于组件式GIS平台SuperMap Objects,利用微软C#语言构建了一套土地利用演变元胞自动机模型仿真系统:LUCC-CA,用于城市土地利用演变的模拟与预测分析.该软件主要包括简单的数据预处理、模型数据输入、各种模型参数设定、模型运行控制、结果精度评价以及模型仿真结果输出等几部分功能.以广东省广州市花都区为例,利用LUCC-CA系统对花都区1995～2005年土地利用演变模拟进行了实证研究.通过精度分析得出2005年模拟结果与该年实际土地利用现状的平均符合度为75.23%.结果表明该模型系统能够较好地反应区域土地利用演变动态,可为相关研究提供参考.     

基于细胞自动机理论的交通流模拟模型

以细胞自动机理论为基础,结合我国城市道路情况及交通流特性,把车辆在路段上运动的变化规律表述为细胞自动机的演变规则,建立了基于细胞自动机理论的交通流模型,标定了细胞长度和最大速度等参数,继而提出了反映车辆在路段上自由驶、跟驰行驶和减速行驶等交通行为的细胞自动机规则,并对各种规则进行了详细说明。     

元胞自动机时空数据模型与预测方法

对标准元胞自动机(cellular automata,CA)模型进行扩展以满足具体行业地理信息系统(GIS)平台上时空动态模拟和预测应用要求。然后以电力行业配电网空间负荷预测为具体应用,建立起了土地利用演化动态模型与电力负荷空间预测之间关系,解决了时空数据管理中空间数据离散如何与属性数据进行交互问题。模拟出城市土地利用动态发展变化过程,预测出规划区域中的各划分小区土地的未来使用类型,建立起配电网空间负荷预测时空数据模型,突破了传统时空分离电力预测的预测方法的局限。最后通过一个配电网空间负荷预测实例验证了该方法有效性。     

面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型

为模拟灾害蔓延而建立的元胞自动机模型种类繁多，但尚无一种通用的建模方法。基于此提出了一种面向灾害蔓延仿真的元胞自动机通用模型。首先，通过解析灾害蔓延机理和理论模型，根据灾害动态发展变化过程的相似性，将灾害蔓延分解为灾害量集、时空邻域集、判定规则集、更新规则集4个部分；其次，采用元胞自动机的建模方法将4个部分重新组合，构建灾害蔓延的元胞自动机参数计算仿真模型；最后，利用本方法改进了A.Ohgai的城市火灾蔓延模型，并进行了实例验证分析。研究结果表明：本模型只需输入环境数据和灾害起始扰动，就能得到灾害模型中的各项动态参数，可为多种灾害蔓延仿真提供通用建模方法和实现模式。     

信号控制交叉口单侧路边停车最佳位置研究

路边停车对动态交通有很大影响，特别是交叉口附近的路边停车对通行能力的影响更为突出，为此研究了单侧路边停车路段离开交叉口的不同位置对进口道车均延误的影响，建立了路边停车影响下的车均延误模型，提出了最佳距离的设置方法．并通过案例分析，证明了模型理论结果与交通仿真结果有较好的一致性．     

面向对象的地理元胞自动机

提出了一种面向对象的地理元胞自动机(GeoCA)。在与G IS结合的基础上,利用面向对象技术分析来设计GeoCA模拟系统,由VB AO建立一个具有良好扩展性、用户可定制和友好界面的实验平台。通过采用MCE(多准则判断)来获取GeoCA模型的转换规则。以珠江三角洲的东莞作为研究区域,在GeoCA模拟的结果上,讨论了该地区的土地利用的变化趋势及所面临的问题。     

关键交叉口与双周期交叉口间路段上的车辆排队模式及测算方法

为了描述周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆排队的集结与消散现象,以关键交叉口周期时长为双周期交叉口周期时长的2倍为例,基于冲击波理论,针对两个相邻交叉口之间路段上的上、下行车流分别描述了车辆排队的各种模式并建立了车辆排队长度模型。为了验证模型的有效性,利用VISSIM交通仿真软件设计了模拟实验方案。考虑不同条件下信号红时差与交通流率的多种组合,通过仿真实验共得到35组数据,每组数据均获得84个有效数据点。结果显示,上、下行方向的车辆排队消散长度的计算值与模拟值的相对误差小于10%的周期分别占75.56%和95.00%;交叉口信号周期越长,其排队消散长度的平均值和最大值也相应地越长。研究结果表明,该模型可以用来估算周期时长不相等的协调信号交叉口间路段上车辆的排队长度,从而为交通控制方案的优化与调整提供理论依据。     

基于元胞自动机对大型商贸场所火灾过程的模拟分析

通过对火灾蔓延动力学进行动态模拟,分析火场的消防能力,为火灾综合管理提供依据.首先应用MATLAB软件为仿真工具,使用元胞自动机模型分析了固体物质火灾蔓延动力过程;然后根据火灾预防和控制的相关理论确定影响火灾的相关因素;再通过模糊数学将各个因素量化;最后建立了针对以固体为主场所的火灾蔓延分析方法.相对于传统的火灾蔓延方法,该模型在定量分析和动态演化方面有明显的优点.