双车道多速车辆混合交通流元胞自动机模型的研究

把NaSch模型的刹车概率分开为独立的加速和减速概率，引入转道规则，建立了双车道多速车辆的混合交通流模型.通过计算机数值模拟，得出了不同参数下混合交通的速度和流量与 密度关系的基本图.结果表明，转道概率、混合比例和加减速概率对混合交通都有重要的影 响，慢车的特性对混合交通起着决定性的作用. 关键词： 元胞自动机 混合交通流 NaSch模型     

信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究

采用元胞自动机模型研究了具有信号灯控制的主道为双车道的入匝道系统交通流特性.将信号灯设置在入匝道口处,通过信号灯来引导主道和匝道上的车辆通行.分析了信号灯控制对主道与匝道的车流量、系统通行能力以及入匝道口处的车流平均速度的影响.通过相图比较,说明信号灯控制的双车道入匝道系统能模拟出比信号灯控制的单车道入匝道系统更加符合实际的交通流特性.与姜锐提出的模型［Jiang R 2003 J. Phys. A 36 11713］结果相比,信号灯控制下的匝道系统的交通流状态得到改善并且道路通行能力有所提 关键词： 交通流 元胞自动机 入匝道系统 信号灯     

城市快速路系统的元胞自动机模型与分析

使用元胞自动机模型研究包含出入匝、主路和辅路的城市快速路系统的交通问题,为不同类型的路段定义了三种不同的换道规则.模拟结果表明,高入匝流量容易导致主路、匝道及其上游出现拥堵,高出匝流量容易使匝道出口车流与辅路内侧道车流发生冲突.入匝流量比较高时,主辅路为双车道的系统可以延缓交通拥堵和减少通行时间;当入匝流量较低时,双车道改善了单车道下辅路的通行状况. 关键词： 交通流 元胞自动机 换道规则 匝道     

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     

考虑驾驶员特性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SDNaSch模型的基础上,建立了一种考虑驾驶员特性的元胞自动机交通流模型(Driver-SDNaSch模型).该模型将驾驶员分为激进型、保守型和中立型三类,根据其不同的驾驶特性制定了各自的演化规则,并以此对其进行状态更新;同时考虑了前车速度为0的情况,引入安全减速概率.通过计算机对Driver-SDNaSch模型进行模拟,给出了由三类驾驶员按不同比例组成的混合交通流的速度-密度图和流量-密度图,并对此类混合交通流的特性进行了分析和讨论.与NaSch模型和SDNaSch模 关键词： 交通流 元胞自动机 驾驶员特性 计算机数值模拟     

双向两车道混合车辆交通流的特性

在NaSch模型的基础上，制订了超车规则，建立了双向两车道混合车辆的元胞自动机交通流模型. 用计算机模拟了车道密度对称和不对称两种情况下不同参数的混合车辆交通流，得出了相应的速度、流量与密度关系的基本图. 经分析发现，双向两车道混合车辆交通状态可分为快车特性区、准慢车特性区和慢车特性区；两车道上车辆密度的不对称性对交通流有重要的影响. 关键词： 元胞自动机 交通流 混合车辆交通流     

开放性边界条件下双车道元胞自动机交通流模型耦合效应研究

在一种改进的Nagel-Schrekenberg元胞自动机交通流模型的基础上，提出一个高速公路双车 道元胞自动机模型来模拟开放性边界条件下的车流运动，并考虑两车道之间左边界开放程度 的比例系数α及车辆加减速概率p的影响.计算机数值模拟结果表明，在车流状态的演化过程 中，通过确定车道耦合系数b来控制车流量，不同的b值车流量不同，对车辆运动出现堵塞项 的相变点有影响. 关键词： 元胞自动机 交通流模型 耦合效应     

基于元胞自动机模型的上匝道合流处交替通行控制的研究

上海市高架道路的上匝道合流处率先实施了交替通行的控制策略.以Fukui和Ishibashi提出的FI元胞自动机交通流模型为基础，对实施该策略前后的上匝道合流处分别建立合理的交通流模型，并对交通流进行了数值模拟和分析.结果表明：当高架路主线和上匝道的来流车辆较多时，交替通行控制可以大大改善高架道路交通；当交通流稀疏时，实施控制前后交通流状况基本不发生变化. 关键词： 元胞自动机模型 上匝道合流处 交替通行控制 数值模拟     

准移动闭塞系统的元胞自动机模型及列车延迟传播规律的研究

在NaSch模型的基础上，针对铁路交通的特点提出一种用于模拟准移动闭塞系统的元胞自动机模型.应用该模型模拟了准移动闭塞系统列车延迟传播的交通现象，分析了准移动闭塞系统中的轨道定位单元长度、发车时间间隔、初始延迟时间等因素对列车延迟传播的影响. 关键词： 元胞自动机 交通流 准移动闭塞     

双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型的研究

考虑不同车辆的驾驶员有不同的驾驶方式和习惯，具体表现为不同的驾驶员采用适合自己行车特点的交通流模型在道路上驾车行驶，在一维元胞自动机交通流NS模型和WWH模型的基础上，建立了双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型. 通过计算机模拟，给出了混合比例系数f_NS对混合交通流的速度-密度和流量-密度图以及车辆转道频率影响的结果. 关键词： 双车道 元胞自动机 混合交通流模型 计算机数值模拟     

混入智能车的下匝道瓶颈路段交通流建模与仿真分析

以下匝道瓶颈路段为研究背景,以手动驾驶汽车和两类智能车为研究对象,包括自适应巡航(ACC)汽车和协同自适应巡航(CACC)汽车,建立了混入智能车的混合交通流模型.在车辆的纵向控制层面,分别构建了手动驾驶汽车改进舒适驾驶元胞自动机规则和智能车的跟驰模型;基于车辆下匝道行驶特性,引入车辆感知范围R、换道控制区域LLC、换道冒险因子λ等参数,建立了控制车辆横向运动的自由换道和强制换道模型.通过对混合交通流模型进行数值仿真发现,CACC车辆混入率PCACC、车辆感知范围R、换道区域长度LLC和换道冒险程度λ均对下匝道交通系统产生影响.当CACC车辆混入率低于0.5时,CACC退化为ACC的概率增大,系统稳定性下降,交通拥堵呈恶化趋势;当CACC车辆混入率大于0.5时,车辆运行速度显著提升,拥堵消散能力提高.增大车辆感知范围、加长换道区域长度、提高换道冒险程度,都能够有效缓解改善下匝道瓶颈路段主线的拥挤状况,而对匝道运行效率影响并不明显.     

A new traffic model on compulsive lane-changing caused by off-ramp

In the field of traffic flow studies, compulsive lane-changing refers to lane-changing(LC) behaviors due to traffic rules or bad road conditions, while free LC happens when drivers change lanes to drive on a faster or less crowded lane. LC studies based on differential equation models accurately reveal LC influence on traffic environment. This paper presents a second-order partial differential equation(PDE) model that simulates both compulsive LC behavior and free LC behavior,with lane-changing source terms in the continuity equation and a lane-changing viscosity term in the momentum equation.A specific form of this model focusing on a typical compulsive LC behavior, the ‘off-ramp problem', is derived. Numerical simulations are given in several cases, which are consistent with real traffic phenomenon.     

The effects of accelerating lane in the on-ramp system

Usually there is an accelerating lane as an on-ramp merges with the main road. How the length of this section and the traffic regulations influence the traffic behaviors has seldom been investigated. In this paper, we study this issue using the cellular automata traffic flow model. We find that (i) the permission of lane changing from main road to the accelerating lane will deteriorate the capacity of the road, hence it should be forbidden; (ii) when lane changing from main road to accelerating lane is forbidden, the introduction of an accelerating lane can improve the capacity of the on-ramp system.     

Mitigation of congestion at a traffic bottleneck with diversion and lane restrictions

Mitigation of congestion on a two-lane highway with an off-ramp and an on-ramp is simulated with three-phase traffic theory. Advanced travel information-the average velocity of vehicles near the bottleneck at an on-ramp-is used to divert vehicles at an upstream off-ramp. If enough vehicles divert, previously expanding synchronous flow congestion can be stalled and isolated to the region between the ramps. The introduction of lane restrictions (forbidding lane changing on the portion of highway between the ramps) in addition to diversion substantially reduces and essentially eliminates the congestion, restoring flow to nearly free-flow conditions.     

Effect of road structure on the capacity of a signalized road intersection

In this paper, we use the stochastic Nagel--Schreckenberg (NaSch) model to investigate the influence of a special right-turning lane connecting two main roads on the capacity of a signalized road intersection. It is found that the magnitude of right-turning traffic flow and the linking position of the special right-turning lane can greatly influence the capacity of the signalized road intersection. The relation between traffic flow and entering probability for different distances between the entrance (exit) of the special right-turning lane and the road intersection is simulated and analysed. The corresponding spatiotemporal pattern and phase diagram on different sections of the main road are given under the condition of close proximity to the signalized road intersection, stop-and-go traffic occur and obstruct the intersection. On the contrary, unchanged flux is maintained as the distance exceeds a critical values. All the studies indicate that setting a special right-turning lane by choosing a suitable location near a signalized road intersection can relieve the load of current traffic on the main road and maintain traffic flow.     

Properties of Phase Transition of Traffic Flow on Urban Expressway Systems with Ramps and Accessory Roads

In this paper, we develop a cellular automaton model to describe the phase transition of traffic flow on urban expressway systems with on-off-ramps and accessory roads. The lane changing rules are given in detailed, the numerical results show that the main road and the accessory road both produce phase transitions. These phase transitions will often be influenced by the number of lanes, lane changing, the ramp flow, the input flow rate, and the geometry structure.     

道路交通的流体物理模型与粒子仿真方法

针对受多种因素影响的复杂道路交通系统问题,基于颗粒动力学理论,结合传统的Lighthill-WhithamRichards物理模型,建立道路交通系统的流体物理模型,采用无网格粒子与网格相结合的方法进行数值仿真,并应用于典型道路交通问题的求解.在新模型中,将车辆比拟为硬颗粒,车辆的跟车比拟为颗粒间的碰撞相互作用,已知道路情况对驾驶员操作车辆的影响比拟为流-粒两相系统中的外部流体驱动力作用,不同车道间车辆的影响比拟为颗粒间的黏性作用,从而在颗粒动力学理论的基础上,推导建立了道路交通系统拟流体模型;引入光滑离散颗粒流体动力学(SDPH)对车辆系统模型进行离散,建立"SDPH车辆"与真实车辆之间的一一对应关系,再结合有限体积方法,对道路交通构建的双流体模型进行求解,建立求解交通流体物理模型的新型仿真方法.最后,采用所建立的模型和方法对车辆汇入以及机非混合对交通系统的影响过程进行了数值仿真,所得结果与实测值符合较好,表明新的模型和方法有效性好、可靠性高,为道路交通问题的解决提供了一条全新的途径.     

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     

Validation of a complex urban noise model close to a road

The adequacy of a model for the sound level close to a road is investigated by comparing resulting predictions for the sound level over a building façade with measurements. The road model involves the road geometry (the number and positions of traffic lanes), the traffic structure (vehicle flow rates and their average speeds in each lane) and equivalent omnidirectional point sources representing the vehicles. It is found that the assumed road traffic noise source model is adequate only for predicting levels over the higher part of the façade. However the investigation has allowed definition of what improvements are needed in the road source modelling to enable adequate predictions over the whole of the building façade.