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     

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.     

考虑驾驶心理的城市双车道交通流元胞自动机模型

采用双车道元胞自动机模型,分析了考虑驾驶心理的城市道路交通流特性.针对驾驶员在城市道路行驶时在换道与减速制动方面的不同心理,分别引入了反映驾驶心理的选择换道概率P_s与安全参数λ.通过计算机模拟,给出了不同选择换道概率与安全参数条件下的车辆速度、密度与流量间的关系,并分析了不同驾驶心理对于交通系统的影响.研究发现:选择换道概率对交通流的速度影响并不明显,但选择换道概率的增大会导致速度的方差增大而降低行车安全;而安全参数的增大可以获得更快的平均车速和更大的交通 关键词： 元胞自动机 驾驶心理 选择换道概率 计算机模拟     

考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型

在考虑自适应巡航(adaptive cruise control, ACC)车辆的交通流模型的基础上, 建立了考虑ACC车辆影响的上匝道系统混合交通流模型, 研究ACC车辆引入对上匝道交通系统交通流的影响. 为了描述ACC车辆和手动驾驶车辆在交通流运行中的差异, 分别构建了基于常车头时距原则的ACC 车辆跟驰子模型和手动驾驶车辆MCD元胞自动机子模型; 基于上匝道车辆合流驶入主线的需求, 建立了换道子模型, 引入了表征驾驶员换道心理的参数λ. 通过对混合交通流模型进行数值模拟发现, ACC车辆的混入可以有效改善上匝道系统交通流的运行, 降低合流等事件对于交通流运行的影响, 抑制交通拥堵的时空范围及拥堵强度, 提高交通流的平均速度和流量. 此外在混合交通流模型中, ACC车辆期望车头时距H_d的减小与换道心理参数λ 的增大均可以提高混合交通流运行的速度和流量, 而合流区长度l_w对混合交通流影响则因上匝道车辆驶入概率的不同而存在差异.     

高速跟驰交通流动力学模型研究

为研究道路交通中的高速跟驰物理现象,针对高速跟驰车辆特点,综合考虑了驾驶员换道决策行为以及随机慢化等因素,结合前景理论等方法,提出了一种用于模拟道路交通流中高速跟驰物理现象的动力学模型(简称HCCA模型).通过计算机数值模拟,研究了高速跟驰交通流物理现象演化机理及高速跟驰特性.结果表明:与对称的双车道元胞自动机动力学模型相比,本文建立的HCCA动力学模型能够再现道路高速跟驰物理现象,并得到了道路小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合,最后模拟得到了丰富的交通物理现象,再现了自由流、同步流及运动阻塞等复杂交通物理现象.     

基于跟车行为的双车道交通流元胞自动机模型：

结合跟车行为中车辆相对运动的影响和安全驾驶条件,引入换道规则,提出了基于跟车行为的双车道元胞自动机模型．模型可以描述系统在临界密度附近的亚稳态性质,其仿真结果与实测数据符合很好．在对车辆换道仿真数据采集处理的基础上,研究满足换道条件的车辆数和车辆密度间的关系,定义了换道函数描述标准驾驶行为下的车辆换道过程,求得函数的解析解并使用函数预测经换道达到稳定的车辆密度值,为量化和深入研究车辆的换道行为提供参考．     

敏感换道对下匝道系统交通流的影响

在NaSh模型基础上,充分考虑驾驶员在匝口指示牌的诱导作用下驾驶方式的变化,定义了车辆在匝口上游的换道、直行驾驶规则,提出了敏感换道的元胞自动机下匝道交通流模型. 通过计算机数值模拟,结果表明：敏感换道过程能减少直行车道上的转出车辆比例,对非必要的换道行为有明显的抑制作用,且随敏感换道区长度增加,该作用越明显;匝口提示位置并非越长越好,系统转出车辆比例越小,系统所需的最佳敏感换道区长度越短. 工程设计中根据转出车辆比例选取一个适宜距离安放匝口指示牌,能有效增加系统流量和临界加入概率. 关键词： 交通流 元胞自动机 驾驶方式 计算机数值模拟     

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.     

考虑实施过程的车辆换道模型及其应用

通过对现有换道模型进行改进,提出了一种考虑换道实施过程的模型,并对模型中的关键参数进行了标定.由于该模型考虑了换道实施过程中车辆换道对交通流的影响,新模型的模拟结果与实测值更为符合.运用新模型对不同车道数的道路交通流进行模拟,发现不同车道数的平均每车道通行能力及其交通流特性存在显著差异. 关键词： 换道模型 换道时间 车道数 道路通行能力     

交叉口进口道换道行为研究及建模

为了对信号交叉口上游车辆换道行为进行分析,以元胞自动机交通流理论为基础,结合自由换道模型及强制换道模型提出了进口道附近路段的综合换道模型,并对原有强制换道模型进行改进.通过对综合换道模型进行模拟,得出进口道附近交通流的时空关系及密度关系图.模拟结果表明,车流密度在[0,0.2]及[0.4,0.6]范围时,进口道换道率变化率较高;同时在中低密度下,随着换道率的增加,平均车速逐渐降低,但在高密度下,车速随换道率变化并不显著.     

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.     

Three-lane changing behaviour simulation using a modified optimal velocity model

In real urban traffic, roadways are usually multilane and are divided into fast, medium and slow lanes according to different velocity restrictions. Microscopic modelling of single lane has been studied widely using discrete cellular automata and continuous optimal velocity models. In this paper, we extend the continuous single-lane models (OV model and FVD model) to simulate the lane-changing behaviour on an urban roadway that consists of three lanes. Considering headway difference, velocity difference, safety distance, and the probability of lane-changing intention, a comprehensive lane-changing rule set is constructed. We analyse the fundamental diagram and reveal the “faster-is-slower” effect in urban traffic induced by lane-changing behaviour. We also investigate the effect of lane-changing behaviour on the distribution of vehicles, velocity, flow and headway. Asymmetrical phenomenon with symmetrical rules on urban roadway and density inversion on the slow lane were also found. The simulation results indicate that lane-changing behaviour is not advisable on crowded urban roadway. It is hoped that information from this study may be useful for traffic control and individual moving strategy on urban roadway.     

Two-lane traffic simulations with a blockage induced by an accident car

Based on the two-lane traffic model proposed by Chowdhury et al., a highway traffic model with a blockage induced by an accident car is proposed, in which both symmetric lane changing rules and asymmetric lane changing rules are adopted. The fundamental diagrams and spatial-temporal profiles are presented after the numerical simulation and the jam transition is studied. It is shown that the accident car not only causes a local jam behind the accident car, but also causes vehicles to cluster in the bypass lane. The asymmetric lane changing rules are more advantageous in reducing the local jam than the symmetric lane changing rules when the accident car is in the right lane, and the symmetric lane changing rules are superior when the accident car is in the left lane. Furthermore the curves of lane-changing frequency against the total density are given. It is found that the vehicles will change lane more frequently when traffic is inhomogeneous with different types of vehicle or with an accident car.     

Modelling of lane-changing behaviour integrating with merging effect before a city road bottleneck

Merging behaviour is a compulsive action in a discretionary lane-changing traffic system, especially in a system with a bottleneck. This paper aims to investigate the generic lane-changing behaviour considering the merging effect before a city road bottleneck. Thus firstly the merging behaviour is distinguished from other generic lane-changing behaviour. Combining discretionary lane-changing and compulsive merging, we developed an integrative traffic model, in which a method to calculate the lane-changing probability and the merging probability was proposed. A simulation scenario derived from real life was conducted to validate the proposed programming algorithm. Finally, a discussion on the simulation findings shows that the merging influence can be expanded and the merging behaviour can increase the probability of local traffic jamming in its affected area of the adjacent lane. The distribution of the merging distance provides fundamental insights for actual traffic management. The result of the clearance time implies the position of the incident point has a significant effect on the clearing time and it is important to ensure the end (exit) of the road is unimpeded in traffic evacuation.