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     

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     

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     

多速混合车辆单车道元胞自动机交通流模型的研究

在交通流NS模型的基础上，建立了多速混合车辆单车道元胞自动机交通流模型， 通过计算机数值模拟，得到了混合车辆在不同参数下交通流模型的基本图，并对混合交通的 特性进行了分析和讨论. 关键词： 元胞自动机 混合交通流模型 计算机模拟     

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     

考虑延迟概率因素对混合车辆敏感驾驶交通流模型的研究

在交通流NS模型的基础上，考虑混合车辆之间存在的速度差异，不同车辆的驾驶员在对前车的敏感驾驶随机减速行为过程中其延迟概率是不同的，从而提出了一维多速混合车辆敏感驾驶元胞自动机交通流模型. 通过计算机数值模拟得到了混合车辆在不同参数下的 基本图.结果表明，与NS模型、SDNS模型相比，道路交通流量有较大的提高，而且还展现出 了亚稳态、相分离等复杂的实际交通行为现象.结合实际情况，对混合交通的特性进行了分析和讨论. 关键词： 元胞自动机 混合交通流模型 亚稳态 相分离 计算机模 拟     

高速桥梁瓶颈模型属性的研究

针对现实中桥梁形成的交通流瓶颈，建立了一个基于元胞自动机交通流桥梁瓶颈模型. 在周期性边界条件下，将系统的状态分成六“相”，利用平均场理论和决定性NS模型的结果，得到每条车道上的密度关系. 分析的理论值与计算机数值模拟结果符合得很好. 关键词： 元胞自动机模型 桥梁瓶颈 决定性NS模型 选择概率     

一维元胞自动机随机交通流模型的宏观方程分析

在一维局部作用元胞自动机交通流模型中引入刹车噪声与产生、消失概率,得到一完全随机的元胞自动机交通流模型.利用玻耳兹曼近似,建立了该模型的宏观动力学方程,并对宏观方程在特殊条件下的解进行了理论分析和计算机模拟. 关键词： 元胞自动机 交通流 Burgers方程 激波     

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     

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     

考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型

在Nagel Schrekenberg单车道元胞自动机交通流模型（简称NS模型）的基础上，考虑车辆之间的相对运动薛郁等提出了一种改进的单车道元胞自动机交通流模型（简称改进的NS模型）.通过两种情况列出了改进的NS模型存在不尽周严的地方，随之在新模型中引入了行车状态 变量和反馈规则，从而控制车辆出现倒车和刹车过急等现象.通过计算机对新模型进行模拟 ，发现减速概率和车流密度对车流状态的演化影响很大，当减速概率高（如道路条件差）时 ，即使车流密度低，车流也会出现局部堵塞状态；而当减速概率一定时，随着车流密度增加 ，车流的运动相与堵塞相发生了全局性的交替出现，此时类似于波的波峰和波谷的传播.与 改进的NS模型相比较，新模型模拟的车流量较高，说明新模型减少了车流的总体停滞状态. 关键词： 交通流 元胞自动机 行车状态 反馈规则     

A cellular automata model for urban traffic with multiple roundabouts

Urban transportation with multiple roundabouts is facing significant challenges such as traffic congestion, gridlock and traffic accidents. In order to understand these behaviors, we propose a two-dimensional cellular automata (CA) model, where all streets are two-way, with one lane in each direction. To allow the turning movement, a roundabout is designed for each intersection where four roads meet. The distance between each pair of roundabouts is configured with the parameter K while the turning behavior of drivers is modeled by a parameter γ. To study the impact of these different parameters on the urban traffic, several traffic metrics are considered such as traffic flow, average velocity, accident probability and waiting time at the entrance of roundabout. Our simulation results show that the urban traffic is in free flow state when the vehicle’s density is low enough. However, when the density exceeds a critical density ρ_c, the urban traffic will be in gridlock state whenever γ is nonzero. In the case where $\gamma =0,$ the urban traffic presents a phase transition between free flow and congested state. Furthermore, detailed analysis of the traffic metrics shows that the model parameters (γ, K) have a significant effects on urban traffic dynamics.     

Steady state speed distribution analysis for a combined cellular automaton traffic model

Cellular Automaton （CA） based traffic flow models have been extensively studied due to their effectiveness and simplicity in recent years. This paper develops a discrete time Markov chain （DTMC） analytical framework for a Nagel-Schreckenberg and Fukui Ishibashi combined CA model （W^2H traffic flow model） from microscopic point of view to capture the macroscopic steady state speed distributions. The inter-vehicle spacing Maxkov chain and the steady state speed Markov chain are proved to be irreducible and ergodic. The theoretical speed probability distributions depending on the traffic density and stochastic delay probability are in good accordance with numerical simulations. The derived fundamental diagram of the average speed from theoretical speed distributions is equivalent to the results in the previous work.     

负载流量碰撞检测算法在动态交通调度中的应用

随着复杂的环状路段,交叉路段、立交路段拥堵情况的不断增加,传统的交通拥堵调控策略为静态控制策略,调节的效率不高,容易出现调度冲突的问题;为了提高交通运行效率,提出一种用于解决动态交通调度的三级碰撞概率检测算法;根据交通流量的动态变化情况,通过计算流量时域内的动态流量偏差,计算三级路径之间可能存在的流量冲突概率;根据计算不同级之间的冲突概率反映动态交通拥堵的可能,确定控制的方案;实验表明,三级流量碰撞概率算法有效地降低了车辆平均延误时间,该算法有效。     

Effects of rainy weather on traffic accidents of a freeway using cellular automata model

The aim of this work is to investigate the influence of rainy weather on traffic accidents of a freeway. The micro-scale driving behaviors in rainy weather and possible vehicle rear-end and sideslip accidents are analyzed. An improved CA model of two lanes one-way freeway is presented, where some vehicle accidents will occur when the necessary conditions are simultaneously satisfied. The characteristics of traffic flow under different rainfall intensities are discussed and the accident probabilities are analyzed via the simulation experiments by using variable speed limit(VSL) and incoming flow control. The results indicate that the measures are effective especially during heavy rainstorms or short-time heavy rainfall.According to different rainfall intensities, an appropriate strategy should be adopted in order to reduce the probability of vehicle accidents and enhance traffic flux as well.     

Analysis of Phase Transition in Traffic Flow based on a New Model of Driving Decision

Different driving decisions will cause different processes of phase transition in traffic flow.To reveal the inner mechanism, this paper built a new cellular automaton (CA) model,based on the driving decision (DD). In the DD model, a driver's decision is divided intothree stages: decision-making, action, and result. The acceleration is taken as a decisionvariable and three core factors, i.e. distance between adjacent vehicles, their own velocity,and the preceding vehicle's velocity, are considered. Simulation results show that the DDmodel can simulate the synchronized flow effectively and describe the phase transitionin traffic flow well. Further analyses illustrate that various density will cause the phasetransition and the random probability will impact the process. Compared with the traditional NaSch model, the DD model considered the preceding vehicle's velocity, the deceleration limitation, and a safe
distance, so it can depict closer to the driver preferences on pursuing safety, stability and fuel-saving and has strong theoreticalinnovation for future studies.     

一种改进的一维元胞自动机交通流模型及减速概率的影响

在Nagel-Schrekenberg单车道元胞自动机交通流模型的基础上,考虑车辆之间的相对运动以及车辆减速概率对交通状态的影响,提出了一种改进的单车道元胞自动机交通流模型.并以该模型进行计算机模拟,结果表明,在车流状态的演化过程中,通过确定减速概率与车辆密度的指数v关系来控制车流量,不同的v值车流量不同,对车辆运动出现堵塞相的相变点有影响.当v约为0.75时,模拟结果与实测结果符合.随着车辆密度的增加,车辆的局域聚集程度加大,平均速度下降增大,将出现不稳定的车辆聚集的堵塞相.在车辆的运动过程中,车流的运 关键词： 交通流 元胞自动机 减速概率 堵塞相     

随机计及相对速度的交通流跟驰模型

从研究微观个体车辆行为出发，考虑车辆加速过程的不确定性，提出了随机计及相对速度的 交通流跟驰模型(SR-OV模型).对随机相对速度的跟驰模型的动力学方程进行稳定性分析，得 到与Bando跟驰模型不同的稳定性判据，其稳定性优于Bando模型.运用摄动理论分析交通过 程中密度波的变化，结果表明，在发生交通阻塞相变时，交通密度波以mKdV方程描述的扭结 -反扭结波演化.对随机相对速度跟驰模型进行数值模拟和分析，结果发现车流速度的变化小 于Bando模型的速度变化，而且与随机概率有关，当随机考虑相对速度的概率增大时，初始 的小扰动不会放大对车流产生影响，甚至长时间就消失，这与Bando模型完全不同.数值模拟 所得到的相图与解析解相符合,而且交通流稳定区域大于Bando模型.从车间距-速度演化图上 ，随着随机概率的增大，SR-OV模型在初始时存在的滞后现象，随着时间的增长，趋于稳定 状态后，滞后曲线收敛于一小区域，滞后效应被削弱.这完全不同于Bando模型，在Bando模 型中，滞后曲线由一点向外扩散，滞后曲线区域越来越大，车流趋于不稳定状态. 关键词： 交通流 跟驰模型 稳定性判据 相对速度