考虑驾驶方式改变的一维元胞自动机交通流模型

在一维元胞自动机交通流WWH模型和SDNS模型的基础上,建立了考虑驾驶方式改变的元胞自动机模型（Change-CA模型）.具体描述为驾驶员可根据交通环境选择不同的驾驶方式在道路上驾车行驶,以各自的演化规则进行状态更新,同时定义了驾驶方式更新原则.通过计算机数值模拟,发现驾驶方式可变时,模型模拟得到的混合交通流流量较大;保守型驾驶方式对交通流变化的影响随改变概率增大而减少.并且在演化过程中,驾驶方式改变频率的变化趋势与改变概率、安全概率密切相关.与NS模型和SDNS模型相比,Change-CA模型减少了车流 关键词： 交通流 元胞自动机 驾驶方式 计算机数值模拟     

交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型

在一维交通流元胞自动机NaSch模型的基础上，优先考虑驾驶员的不确定性敏感预期行为， 将随机延迟过程放在确定性减速之前，从而建立一种新的一维元胞自动机交通流模型：敏感驾驶模型 （简称SDNaSch模型），并根据所给出的车辆状态演化的并行更新规则作了数值模 拟，模拟得到的基本图表明，与NaSch模型相比，道路交通量有较大提高，接近于实测数据 ，说明新模型能更贴切地描述交通现象；某些密度区域流量出现两个分支，表明在临界点附 近存在亚稳态；而且会出现畅行相与阻塞相的相分离界面. 从车辆速度分布演化的时空斑图 ，可以看到宽幅运动阻塞相的出现以及畅行相→宽幅运动阻塞相和宽幅运动阻塞相→畅行相 的相变. 接着，计及实际交通情况，考虑行驶车辆中一部分是敏感驾驶，而其余车辆按NaSc h模型规则行驶，数值模拟结果进一步证明，敏感驾驶因素对车流的作用是很大的，随着敏 感驾驶车辆的增多，道路容量也随之提高. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 亚稳态 相分离 交通相变     

考虑意外事件对交通流影响的元胞自动机交通流模型

在NaSh模型的基础上,考虑交通事故和养护路段等意外事件对高速公路交通流的影响,建立了有意外事件影响的在车道管制下的高速公路交通流元胞自动机模型,并进行数值模拟. 研究发现:意外事件对高速公路交通流有明显影响,并且意外事件对交通流的影响在某一密度值范围内尤其明显,且意外事件堵塞点在第一车道比在第二车道对交通流的影响小;同时,在该密度值范围内,意外事件堵塞时间和堵塞路段长度越长,对交通流的影响就越大. 关键词： 元胞自动机 交通流 意外事件     

多路段元胞自动机交通流模型

在经典单路段元胞自动机交通流模型的基础上,将多个路段视为一个道路系统,提出并研究了多路段条件下的交通流问题.针对多路段道路的特点,通过引入车辆流入规则、路口随机慢化规则和路口车辆流入规则,控制车辆从上一路段流入下一路段.首先提出了"汽车池"的概念,来控制每一路口车辆的流入;然后通过路口随机慢化,来模拟路口对交通的影响;最后,当车辆离开时,依直行率进入下一路段,实现车流的继续流动.同时,通过数值模拟,仿真了不同条件下的交通情况,对重要参数进行了研究.结果表明,出现了混合流这一新的现象,拥堵地段与非拥堵地段间存在明显的界限.拥堵往往最先从路口开始,然后蔓延到整个路段.多路段道路还存在临界突变的特性.随着车辆流入概率的增大,路口对平均速度和车流密度的影响愈加明显.当流入概率超过一定阈值时,车辆缓慢地增加也会引起整体道路通行能力的迅速下降.     

元胞自动机混合交通流模型的能耗研究

基于元胞自动机交通流NaSch模型,提出元胞自动机混合交通流能耗公式,对混合交通流的能耗进行研究,通过数值模拟研究不同最大速度、不同车长的混合交通流的能耗;研究表明不同车长、不同最大速度以及混合比对混合交通流能耗均有不同的影响. 关键词： 交通流 元胞自动机 能耗 混合交通     

元胞自动机交通流模型的相变特性研究

系统地研究 VDR模型和T²模型在不同车流密度时车辆位置的相关性. 通过VDR模型、BJH模型和T²模型的序参量计算，确定在这三个模型中车流从自由流动到阻塞的相变特性，结果发现引入慢启动规则后，在不同的延迟概率和最大速度情况下，将引起交通相变特性的改变. 关键词： 交通流 元胞自动机 相关函数 序参量     

混合交通流元胞自动机FI模型的能耗研究

研究了在周期边界条件下,最大速度、混合比例、车辆长度、随机减速概率对(fukui-ishibashi,FI)交通流模型能耗的影响.数值模拟结果表明,FI交通流模型的能耗随着车辆最大速度的增大而增加;随着混合比C的增大而增加,长车的比例越多能耗越大;随长车车长的增长而增加.FI交通流模型的能耗不同于NaSch模型能耗,对于FI交通流模型,在最大流量之处交通能耗发生下降的突变趋于零,其左右各存在交通能耗极大值.     

有应急车辆影响的多车道交通流元胞自动机模型

在分析应急车辆对城市道路交通流影响的基础上, 引入让行状态参数、警笛影响区域和强制换道安全距离等特征变量, 修改换道规则, 建立了多车道元胞自动机模型, 并进行数值模拟. 结果表明, 车道数量和混合车辆比例系数在低密度范围内影响车辆速度及换道次数, 警笛影响区域参数改变了一定范围内车辆的换道次数, 应急车辆强制换道安全距离参数主要影响应急车辆的速度及换道次数.研究发现, 应急车辆对低密度交通流的扰动现象明显, 其与社会车辆相互作用参数的设置使得交通流元胞自动机模型更接近应急条件下实际交通运行. 关键词： 交通流 元胞自动机 应急车辆     

智能交通系统的元胞自动机交通流模型

在Nagel-Schreckenberg(NS)模型的基础上，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. 关键词： 交通流 智能交通系统（ITS） 元胞自动机模型 刹车灯 可变安全间距     

基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究

高架道路上的交织区时常成为交通瓶颈.以Nagel和Schreckenberg提出的NS元胞自动机交通流模型为基础，考虑到换道因素，对高架路主线为单车道时的交织区路段进行了数值模拟和分析.结果表明：当交通流稀疏时，车流的交织行为对系统影响不大，即使加大交织区长度，整个系统的交通流参数也变化不大；当交通流拥挤时，交织行为会对系统产生不良影响，此时加大交织区长度，可以改善整个系统的交通流状况.模拟结果显示，交织区长度并非越大越好，工程设计中选取一个适宜的中间值，整个系统就可以获得很好的运行效果. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 高架路 交织区     

Cellular automaton model for traffic flow based on safe driving policies and human reactions

This paper proposes a new single-lane cellular automaton model for traffic flow. The model takes into account normal drivers’ spacing policies and transportation engineering practices to guarantee that microscopic vehicle behavior is more in line with vehicular movement in the real world. As a result, drivers’ reactions are based on a safety analysis that determines the most appropriate action for a vehicle to take. Hence, the model introduces a new set of simple rules to change the speed of vehicles that incorporates three important thresholds required by the follower vehicle to accelerate, slow down or maintain its speed. Thus, the space gap, relative speed and limited acceleration/deceleration capabilities are introduced into simulations. Simulation results obtained from a system with periodic conditions show that the model can smooth the speed drop when vehicles approach the upstream front of the traffic jam. Therefore, the model avoids unrealistic deceleration behavior found in most previous cellular automata models. Besides, the model is also capable of reproducing most empirical findings including the three states of traffic flow, the backward speed of the downstream front of the traffic jam, and different congested traffic patterns induced by a system with open boundary conditions with an on-ramp. Moreover, the new model preserves the computational simplicity of the cellular automata models.     

基于驾驶员行为的元胞自动机模型研究

从研究驾驶员行为入手,分析了驾驶员行为作用机理,并结合元胞自动机(CA)模型,将与车辆自身速度、相对速度、车间距和安全车间距有关的驾驶员行为作用机理引入CA模型(简称ACA).并利用ACA模型进行微观交通仿真观察到亚稳态、相分离和回滞现象,并将ACA模型与只考虑车辆自身速度和车间距的CA模型(简称BCA)的仿真结果进行比较可得:宏观方面,从最大车流量、稳定性和堵塞消溶效率三方面进行对比,ACA模型的仿真结果显示有更高并更接近实测数据的最大流量值,有更强的稳定性,堵塞消溶的效率更高;微观方面,从车辆速度波动和车头间距波动两方面进行对比,ACA模型的仿真结果显示车辆不会骤然加速或减速,车辆能够相对均匀地分布在道路上.这些结果说明相对速度和安全间距对驾驶员行为会产生重要影响,也说明ACA模型与实际情况更符,有一定实际意义.     

Effect of acceleration threshold on the phase transition in a cellular automaton traffic flow model

In this paper, we incorporate new parameters into a cellular automaton traffic flow model proposed in our previous paper [Jin et al. 2010 J. Stat. Mech. 2010 P03018]. Through these parameters, we adjust the anticipated velocity and the acceleration threshold separately. It turns out that the flow rate of synchronized flow mainly changes with the anticipated velocity, and the F → S phase transition feature mainly changes with the acceleration threshold. Therefore, we conclude that the acceleration threshold is the major factor affecting the F → S phase transition.     

Cellular automata model for traffic flow with safe driving conditions

In this paper, a recently introduced cellular automata （CA） model is used for a statistical analysis of the inner micro-scopic structure of synchronized traffic flow. The analysis focuses on the formation and dissolution of clusters or platoons of vehicles, as the mechanism that causes the presence of this synchronized traffic state with a high flow. This platoon formation is one of the most interesting phenomena observed in traffic flows and plays an important role both in manual and automated highway systems （AHS）. Simulation results, obtained from a single-lane system under periodic boundary conditions indicate that in the density region where the synchronized state is observed, most vehicles travel together in pla- toons with approximately the same speed and small spatial distances. The examination of velocity variations and individual vehicle gaps shows that the flow corresponding to the synchronized state is stable, safe and highly correlated. Moreover, results indicate that the observed platoon formation in real traffic is reproduced in simulations by the relation between vehicle headway and velocity that is embedded in the dynamics definition of the CA model.     

A modified weighted probabilistic cellular automaton traffic flow model

This paper modifies the weighted probabilistic cellular automaton model (Li X L, Kuang H, Song T, et al 2008 Chin. Phys. B 17 2366) which considered a diversity of traffic behaviors under real traffic situations induced by various driving characters and habits. In the new model, the effects of the velocity at the last time step and drivers' desire for acceleration are taken into account. The fundamental diagram, spatial-temporal diagram, and the time series of one-minute data are analyzed. The results show that this model reproduces synchronized flow. Finally, it simulates the on-ramp system with the proposed model. Some characteristics including the phase diagram are studied.