通道中行人-机动车相互作用机理的建模和模拟

本文研究了通道中行人与车辆同向或反向运动时的人车相互作用.车辆运动的描述采用细化的确定性元胞自动机模型,而行人流则采用考虑背景场的格子气模型.车辆及其影响区被视为一种可移动的障碍物,形成动态变化的背景场,可以更好地反映人车之间的相互作用.通过数值模拟得到典型参数下的行人流基本图以及平均车速随行人密度的变化曲线.人车反向时行人流基本图中存在两个临界密度,其间的行人流量-密度曲线呈线性分布,曲线斜率k主要依赖于车辆宽度和行人预判时间,而平均车速近似为k,即反向车辆形成的移动瓶颈和行人拥堵向上游传播的速度是一致的.文中进一步考察了行人预判时间、车辆宽度及限速对人车混合交通流的影响.人车同向时,这三个参数的影响都不明显.人车反向时,当车辆宽度较小,即使在很高密度下,车辆仍可以前行,而更大的行人预判时间也有助于车辆的运动.     

考虑道路信息和转向灯的可换道BML模型

车辆换道是司机为获得更好行驶条件而采用的常见措施, 而转向灯对车辆换道行为有重要的指导作用. 本文在BML (Biham-Middleton-Levine)模型的基础上加以改进, 提出了综合考虑道路信息和前车转向灯影响的可换道BML模型. 当车辆无法前行时, 如满足换道条件, 则将道路信息(车道密度及平均速度)和转向灯影响量化为车辆换道概率, 确定车辆是否可以换道. 通过数值模拟, 研究了周期边界条件下车辆换道行为对有、无交通灯控制的两种BML模型发生相变的临界密度以及系统通行能力的影响. 模拟结果表明对于无交通灯BML模型, 引入换道规则可以明显提高系统发生相变的临界密度, 在较小尺度下该临界密度接近有交通灯BML模型, 换道效果明显, 并发现了一种新的局部拥堵和自由流的共存相, 讨论了该共存相的生成和演化机制. 在较高密度下局部阻塞将演化为全局拥堵; 对于有交通灯BML模型, 引入换道规则对系统发生相变的临界密度没有明显的影响, 但相变的过渡区域更窄. 这表明有交通灯时, 换道虽然可以改变局部交通特征, 但难以显著影响交通系统的全局特征.