基于元胞自动机的双车道环岛交通流特性研究

针对以元胞自动机模型模拟单车道环岛交通行为推断多车道环岛交通流特性的局限性,通过分析双车道环岛上车辆在自由流下的期望行驶路线、在非自由流下的期望换道临界位置和极限位置,描述双车道环岛上车辆的换道决策,建立双车道环岛的元胞自动机模型。数值模拟分析结果表明:环岛总延误时间与环岛限速、车辆驾驶员熟练程度以及车辆左转概率有关,同时也受环岛周长的影响;在其他因素不变的情况下,若环岛周长越小、车辆限速越大、车辆左转概率越小以及驾驶员熟练程度越高,则环岛总延误时间越小。     

考虑两次改变驾驶方式的双车道交通流元胞自动机模型

考虑驾驶员在不同交通环境下会变换驾驶方式的真实情况,建立两次改变驾驶方式的双车道交通流元胞自动机模型(TTChange-CA模型).通过数值模拟发现,2种类型车辆的初始混合比例和换道概率对交通流基本没有影响;与只改变一次驾驶方式的双车道模型(TChange-CA模型)相比,TTChange-CA模型提高了系统的流量、速度和临界密度,增加了道路利用率;与双车道SDNaSch模型和WWH模型相比,该模型的速度、流量及时空图的致密程度介于二者之间,更真实地刻画了现实交通流.     

元胞自动机双车道模型耦合效应研究

将元胞自动机的演化与交通规则相联系，建立元胞自动机交通流模型。研究由快慢双车道组成的交通系统当车道的车辆密度不对称时所引起的系统交通流特性的变化。计算机数值模拟结果表明，在不同的初密度分布条件下，双车道模型呈现出无耦合的自由运动相，有耦合的自由运动相，有耦合的两道各为局部阻塞相与畅通相的混合相似及无耦合的局部阻塞相等各种自组织行为。     

单速及多速车道元胞自动机交通流模型研究

通过计算机数值模拟,得到了单速车道和多速混合车道元胞自动机交通流模型的基本图,并对这两种模型的交通流特性进行了分析和讨论。     

基于元胞自动机的航道交通流仿真

文章基于自动识别系统(automatic identification system, AIS)数据,将汇入主航道的分支交通流对航道整体交通状况的影响进行研究,该种情况类似于城市交通中匝道入口的汇入情形。鉴于航道内的该种情况,以元胞自动机进行建模仿真;并通过分析可追越条件下两船之间的速度关系,发现其中规律与三相交通流理论中的速度适应机制相契合,于是将基本图理论与三相交通流理论中的合理部分相结合,构建一个既符合实际又便于模拟的单向双通道航道内的交通流模型,并通过图像和时间序列相关分析对该模型进行说明和验证。此外还利用该模型对带有汇入主航道内的交通流出现的一些交通现象进行仿真和说明。     

元胞自动机FI交通流模型的能耗研究

在周期边界条件下,通过引入确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布,研究单一交通流元胞自动机Fukui-Ishibashi模型(FI模型)的能耗问题.研究发现,FI交通流模型的能耗在最大流量处发生不连续的变化,急剧减少趋近零,其左右各存在交通能耗极大值.在最大流量处,确定(随机)减速过程中动能减少的车辆分布最小,交通能耗随着车辆最大速度的增大,车辆长度的增长和随机减速概率的增大而增加.     

元胞自动机交通流模型的关联函数解耦处理

依据概率论的定义,对关联函数的解耦,给出两点的关联函数与转入、转出及刹车概率之间的关系,并对其结果进行了讨论,计算机数据模拟结果与理论结果一致。     

基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型

针对SDNaSch模型中车辆容易发生急刹车行为的不安全性问题,对前车停车之前的减速行为进行研究,提出了一种基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型.通过计算机数值模拟,得到了不同防御性减速概率下流量-密度关系,平均速度-密度关系,急刹车比例-密度关系与时空图,并对防御性驾驶模型的安全性与稳定性进行了分析.结果表明,DD模型提高了中高密度的流量,延缓了完全静止堵塞现象的发生,大大减少了运行车辆的急刹行为,提高了道路交通的稳定性与安全性.在中高密度区域,出现稳定均匀的同步流,同时发现与实测数据相符合的"速度跃迁"现象,与SDNaSch相比,能够更好地描述道路交通流的实际运行状态.     

一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型

本文建立一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型,研究了产生概率、消失概率及能见度对交通流的影响.计算机模拟结果表明,产生概率和消失概率均只在一定范围内影响系统流量的变化;能见度影响的路段为系统的瓶颈,为避免其上游路段出现严重堵塞,应根据能见度大小,对产生概率和消失概率进行合理调节;当能见度很低时,瓶颈路段及其上游路段...     

改进的元胞自动机交通流模型

在Nagel-Schreckenberg模型(简称NS)的基础上,提出一种可应用智能交通系统(ITS)信息的新的交通流元胞自动机模型。其中考虑了有效间距及刹车灯的作用,并引入了可变安全间距的新概念。数值模拟表明:对于这种改进的ITS元胞自动机模型,道路交通量有了显著提高,体现了智能交通的优越性———有效地扩大交通流量,减少阻塞生成。当考虑快车和慢车的混合交通流时,发现即使少量的慢车也会导致交通流量大幅度下降,说明了严格实施快慢道行驶的必要性。     

基于粒计算的元胞自动机交通流的研究

将粒计算技术引入到元胞自动机的交通流研究中,从而为进一步提出基于元胞、粒和交通网络三层结构的交通流系统奠定基础,继而改进传统交通流模拟系统的架构.在此交通流模拟系统中,粒及粒计算的思想反映为系统设计中的车队概念,而在某一时间步进内,交通网络中所有车辆的更新将按照路段、车队、车辆的层级顺序进行.     

二维元胞自动机交通流的绿波模型与交通灯效应

在ＢＭＬ模型的基础上,采用了车辆跟驶的规则,同时研究了独立动作的交通灯的交通效应,使得二维元胞自动机交通模型能更好地模拟城市交通的绿波模型和交通灯对城市交通流的影响。     

Occupant evacuation model based on cellular automata in fire

By applying the rules set in traffic flow and pedestrian flow models, a basic cellular automata model is presented to simulate occupant evacuation in fire. Some extended models are introduced to study the special phenomena of evacuation from the fire room. The key of the models is the introduction of the danger grade which makes the route choice convenient and reasonable. Fire not only influences the emotional and behavioral characteristics of an individual but also affects his physical constitution, which reduces his maximal possible velocity. The models consider these influence factors by applying a set of simple but effective rules. It is needed to emphasize that all rules are established according to the essential phenomenon in fire evacuation, that is, all the occupants would try to move to the safest place as fast as possible. Some simulation examples are also presented to validate the applicability of the models.     

基于元胞自动机的物流系统选址模型

元胞自动机是可模拟复杂结构和过程的模型.在分析现代物流发展特点的基础上,建立基于元胞自动机的物流系统选址模型.应用元胞自动机模拟技术及MATLAB,对物流系统的选址模型进行了仿真研究,并获得了合理和有益的结论,可为实际应用提供建模参考.     

一种高速公路隧道交通流元胞自动机模型

针对高速公路隧道交通瓶颈,通过分析高速公路隧道区域通行环境特性,研究车辆行驶在高速公路隧道路段时的换车道、加速、减速等微观交通现象,在双车道元胞自动机模型STCA模型基础上,引入车辆速度控制条件和车道控制条件,提出了一种高速公路隧道交通瓶颈元胞自动机模型,分析了不同长度高速公路隧道对区域路段交通流的影响。研究结果表明：建立的模型能够模拟车辆在高速公路隧道区域的时空变化特征;高速公路隧道瓶颈会对紧邻瓶颈下游的特定长度路段的交通流产生缓冲作用;隧道路段区域的最大流量以及平均车速与无隧道路段区域相比,将会随着隧道长度的增加而逐渐降低。     

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.     

同时考虑结伴行为和逆行行为的自行车流元胞自动机模型

结伴行为和逆行行为是两种常见的骑行方式,容易引起自行车流的局部自组织现象和通行效率下降。为研究结伴行为(包括左右结伴和前后结伴)和逆行行为共存对自行车流运动机理和交通特性的影响,建立同时考虑结伴和逆行行为的自行车流元胞自动机模型。通过仿真实验,分别分析左右结伴和前后结伴与逆行共存对自行车流的影响。研究表明:左右结伴和逆行共存会显著降低自行车流的通行能力、增加旅行时间和降低平均速度;前后结伴和逆行共存仅在高车流密度条件下减少平均速度,且引起自行车流轻微振荡;上述负面影响同结伴尺寸、结伴比例、逆行比例和自行车平均到达率等因素有关。这些研究结果有助于更好地管理自行车流,特别是逆行行为管理。     

考虑交通障碍的双车道扩展交通流模型

借助智能交通系统（ITS）,本文把扩展的车辆跟驰模型应用于双车道,建立根据确定规则进行换道的扩展交通流跟驰模型。通过改变发车车头间距,在开放边界条件下左车道有交通事故发生的时,重现实际交通中的交通流现象。数值模拟发现：双车道交通流模型能够有效的抑制交通流阻塞,提高交通流量。     

基于二维元胞自动机的温度场模型的分析

铣刀片在切削过程中受到周期性的热冲击，切削热产生恶劣的温度场对刀片造成破损，温度场在铣刀片切削过程中呈现出非常复杂的变化，研究切削热和切削温度的产生和变化规律是揭示刀具破损磨损产生机理的重要手段。利用有限差分法结合切削温度试验和利用元胞自动机理论对铣刀片温度场进行研究，可以建立二维波形刃铣刀片温度场算法系统，得出切削中各点的温度场，为刀片槽型重构奠定基础。     

基于元胞自动机的可修复网络系统可靠性评估模型

为了实时有效评估可修复网络系统的可靠性,克服枚举法的状态空间爆炸问题和马尔科夫过程分析只针对一种系统结构的缺陷,提出了一种基于元胞自 动机的网络系统可靠性评估模型?该模型从节点的内在失效概率和网络结构角度,建立元胞自动机的邻域和状态转移函数,提出可修复网络系统演化模型;在离散演化周期内,利用元胞自动机的传播特性算法定期检测系统的瞬时可靠性,累积得到可修复网络系统的近似稳态可靠性?该模型结合解析法和模拟法优点,得到与时间相关的可修复系统稳态可靠性?该算法分别与状态枚举法?蒙特卡罗法进行仿真对比,仿真结果表明,该方法可准确描述可修复网络系统的稳态可靠性,该方法也适用于其他大规模可修复系统可靠性评估?