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     

公交车站对交通流影响模拟分析

采用元胞自动机模型对城市道路中公交车站影响下的交通流特性进行模拟分析.研究了非港湾式车站和港湾式车站两种设置方式下交通流特性,对公交车比例和公交车站长度的影响进行了分析.模拟结果显示非港湾式车站对交通流的影响较大,通过增加车站长度并不能有效地提高系统流量;港湾式车站对交通流的影响较小,通过增加车站长度可以较大程度地增加系统流量. 关键词： 公交车站 混合交通流 元胞自动机     

固定闭塞系统下列车运行限速区段交通流特性分析

针对铁路交通中四显示固定自动闭塞系统下的限速区段，建立了元胞自动机模型，对限速区段的交通流进行了模拟，分析了限速区段长度、发车时间间隔和限速值对交通流的影响，模拟结果表明减少限速区段长度、适当增加发车时间间隔和提高限速区段限速值都可增加列车在绿灯下的运行时间. 关键词： 四显示固定自动闭塞 元胞自动机 交通流     

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     

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     

车辆的长度和速度对单车道混合交通流的影响

在NaSch交通流模型的基础上，建立了单车道上由两种长度不一样、可分别以不同最大速度行驶的车辆构成的混合交通流模型.在周期性边界条件下，通过计算机模拟研究了车辆的长度、最大速度和混合比例系数对混合交通流的影响. 关键词： 元胞自动机 混合交通流 计算机模拟     

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     

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     

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     

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.     

道路弯道对交通流影响的研究

在经典NaSch模型的基础上,考虑行驶弯道的曲率半径、弧长以及路面的摩擦系数等对车辆运行的影响,提出一种改进的适应特殊路况的单车道元胞自动机模型.按此模型,通过计算机数值模拟,研究了具有不同曲率半径、不同弧长和不同摩擦系数的弯道对交通流的影响.模拟结果显示,改进后的模型能准确反映特殊路况对行驶车辆的影响,同时再现了与实际交通相一致的时停时走交通波等复杂的非线性现象,根据所反映出的实际交通现象,分析得出了增大弯道曲率半径和弯道处的摩擦系数,并尽量地减小弯道弧长,可以减少弯道处交通事故的发生,避免交通拥堵的发生,提高道路通行能力.     

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.     

道路交通流状态的多参数融合预测方法

针对道路交通流普遍存在的混沌特性以及单交通参数不足 以全面反映交通流状态的实际情况,考虑交通动力学系统中多个 交通参数之间的关联关系,提出一种新的多参数混沌时间序列预 测算法.该算法在相空间重构理论的基础上,借助Bayes估计将多个参数在 同一高维相空间中进行相点最优融合,从而增加重构相空间的系统信息量, 使得相空间的相点轨迹更加逼近原交通系统的动力学行为.同时借鉴单 参数混沌时间序列预测方法,从不同角度对动力学系统的运动状态进行描 述,以实现多参数时间序列的混沌预测.实验结果表明,通过融合多交通参数时 间序列,获得了更加完整的交通流状态变化特征.与单交通参数时间序列的预测 结果相比,其预测误差显著降低,均衡系数相应增大,提高了交通流状态预测的准确率.     

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     

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.     

A study on the effects of the transit parking time on traffic flow based on cellular automata theory

This paper mainly deals with the effects of transit stops on vehicle speeds and conversion lane numbers in a mixed traffic lane.Based on thorough research of traffic flow and cellular automata theory,it calibrates the cellular length and the running speed.Also,a cellular automata model for mixed traffic flow on a two-lane system under a periodic boundary condition is presented herewith,which also takes into consideration the harbour-shaped transit stop as well.By means of computer simulation,the article also studies the effects of bus parking time on the traffic volume,the transit speed and the fast lane speed at the same time.The results demonstrate that,with the increase of the bus parking time,the traffic volume of the transit stop and the transit speed decrease while the fast lane speed increases.This result could help calculate the transit delay correctly and make arrangements for transit routes reasonably and scientifically.     

Traffic flow of a roundabout crossing with an open boundary condition

This paper presents a cellular automaton traffic flow model with an open boundary condition to describe the traffic flow at a roundabout crossing with an inner roundabout lane and an outer roundabout lane. The simulation results show that the boundary condition, bottlenecks and the self-organization affect the traffic flow at the roundabout crossing. Because of the effect of bottlenecks, jams easily appear on the inner roundabout lane. To improve the capacity of the roundabout system, proper values of the enter probability α and the out probability $\beta $ can be chosen.